JPS6037680A - Electrochemical device - Google Patents

Electrochemical device

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JPS6037680A
JPS6037680A JP59133466A JP13346684A JPS6037680A JP S6037680 A JPS6037680 A JP S6037680A JP 59133466 A JP59133466 A JP 59133466A JP 13346684 A JP13346684 A JP 13346684A JP S6037680 A JPS6037680 A JP S6037680A
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battery
gas
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compartment
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カーチス クルーバー ウイツトルセイ
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/36Accumulators not provided for in groups H01M10/05-H01M10/34
    • H01M10/365Zinc-halogen accumulators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30Arrangements for facilitating escape of gases
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Hybrid Cells (AREA)
  • Gas Exhaust Devices For Batteries (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

〔産業上の利用分野〕 本発明は、一般的には電気化学装置に関し、更に詳細に
は金属・ハロゲン電池スタック内の閉鎖された単電池区
画のガス逃し弁に関りる。 〔従来技術及び従来技術の問題貞〕 ここに参照される形式の電気化学的装置またはシステム
は、塩化亜鉛電池装置のような金属ハロゲン電池装置の
一つよI,:は多くを含lυでいる。これらの金属ハロ
ゲン電池’JA直は、一般的には3種類の基本的部品′
C描構成れ、りなわち電極スタック区間、電FN ¥!
t @環すブシステムおよび貯蔵サブシステムで構成さ
れている。電極スタック区間は、代表的には、充電/放
雷の電池リイクルにおいて、電池端子に所望の動作電圧
J3よび電流をjデ成寸るために種々の直列および並列
の組合ゼに電気的に接続された複数個の単電池を含/V
でいる。各単電池は、1個の陽極電極と1個の陰極電極
どで構成され、両電極は金属ハロゲン化物電解液と接触
状態にある。電解液循環サブシステムは、金属およびハ
ロゲン電解液のイオン成分が電池ソイクル中に単電池内
で酸化またtよ)7元されるときに、それらのイオン成
分を補給づるために、Iri′槽から電極スタック内の
各単電池に金属ハ1」グン化物電解液を循環させるよう
に動作1る。密口jされた自己内臓形金属・ハロゲン電
池装置においては、貯蔵リブシステムは、電池装置の充
電中にj11電池から放出されたハロゲンガスまたは液
体を貯留し7で、電池装置の放電中に単電池に戻すため
に使用される。 塩化亜鉛電池装置においては、塙索ガス
INDUSTRIAL APPLICATION This invention relates generally to electrochemical devices, and more particularly to gas relief valves for closed cell compartments in metal-halogen battery stacks. PRIOR ART AND PROBLEMS OF THE PRIOR ART Electrochemical devices or systems of the type referred to herein include many metal halide battery systems, such as zinc chloride battery systems. These metal halogen batteries 'JA Direct' generally have three basic parts'
C drawing configuration, line electrode stack section, electric FN ¥!
It consists of a storage subsystem and a storage subsystem. The electrode stack sections are typically electrically connected in various series and parallel combinations to scale the desired operating voltage and current at the battery terminals during charging/discharging battery recycle. /V
I'm here. Each cell is comprised of one anode electrode, one cathode electrode, etc., both electrodes being in contact with a metal halide electrolyte. The electrolyte circulation subsystem provides for replenishing the ionic components of the metal and halogen electrolytes from the Iri' tank as they are oxidized or removed within the cell during the battery cycle. Operation 1 is performed to circulate the metal chloride electrolyte through each cell in the electrode stack. In a sealed self-contained metal-halogen battery system, the storage rib system stores the halogen gas or liquid released from the battery during charging of the battery system and stores the halogen gas or liquid released during discharge of the battery system. Used to return to battery. In zinc chloride battery equipment, the

【J、単電池の
陽極から放出され、塩素水化物の形で貯蔵される。塩素
水化物は氷の結晶中に塩素が含J、れているものであっ
て、水を凍結する工程に類似の工程で貯蔵サブシステム
によって形成される固体である。 塩化亜鉛電池装置の一般動作に関しては、電解液ポンプ
は、塩化亜鉛電解液を貯槽から電極スタツク内の陽極ま
たは「塩素J電極の各々に循環さけるように動作りる。 これらの塩素電極は15代表的には多孔質の黒鉛で作ら
れ、電解液は塩素型(6の多孔を通って、Jn累XUi
極どそれに対向リ−る陰極または「亜鉛」電極との間の
空間に流入ηる。電解液は、更にこの対向づ−る電極の
間、或は電極スタック内の単電池の外に流れて、電解液
貯槽または液溜めに戻る。 塩化亜鉛電池装置の充電中には、金属亜鉛が亜鉛電極基
机上に付着し、塩素ガス【ま、塩素型イセに遊離または
発生づる。J!2累カスは、j尚21の導管内に収集さ
れ、冷)、11された液体と混合される。、塩水ガスを
電極スタックから引ぎ出して、冷IJ+された液体(7
J゛なわち、一般的にtよ塩化亜鉛電解液または水)と
混合りるために代表的にはガス・ポンプが使用される。 氷化物塩素は、電池装置が放電されるときまで、貯蔵容
器内に沈着される。 塩化亜鉛電池装置の放電中には、氷化物塩素は貯蔵容器
を通って温暖液体を循環さUることなどににり貯蔵?晶
度をFWさせることににっで分解される。このようにし
て回復された塩素ガスは、電解液循環Vブシステムによ
って電(本スタックに戻され、塩素電極において39元
される。同+15に、金属亜鉛は、亜鉛電極基板から溶
解され、電池端子に動力か得られる。 塩化亜鉛電池の充電/放電(ノイクルの進行中にJ3い
て、電解液の濃度は、電極スタックの単電池の電極に起
る電気化学反応の結果として変化Jる。 充電のU11始8Jにdヌいて、電解液内の塩化ill
: 4i+の8)コ度は、代表的には2.0[ルであっ
てよい。リイクル工程の充電部分として、電解液濃度【
、1、電解液から亜鉛イオンどJM累イAンが消耗Jる
とともに次第に減少するであろう。電池装置が、完全に
充電されたとぎには、電解液濃度は、代表的には0.5
モルに低下する。次に、電池が放電されるに従って、電
解液濃度は次組に土屏して、電)10装置が完全に、J
ζた」−分に放電されたときに最4ノの2.0モル濃度
に戻る。 塩化亜鉛電池装置の桟体おにび動作につい(の更に詳し
い説明は、下記の同様に譲渡された特へ′[明m書に見
出すことができる。シモンズ氏の米国特許第37138
88号[固体のハロゲン水化物を使用して電気エネルギ
を得る方法」。 シモンズ氏の米国性1[第3809578号「電池内に
ハロゲン水化物を形成J3 J:び1「j′藏するため
の方法」。カー氏他の米国性r[第3909298号「
通気された電極を右りる電池とその使用方法」。 カー氏の米国待If第4100332号「櫛形24セ要
素とその電池スタック」。 それらの装置は、本発明譲受人によって準備された下記
刊行物にもまた記載されている。[有用な応用のための
塩化亜鉛電池の開光J、1980年5月、中間報告FM
−1/117゜[有用な応用のための塩化亜鉛電池の開
発j、1979年4月、中間報告EM−1051゜何れ
も、カリフォルニア州、バD・アル1−市、エレク1〜
リンク・パワー・リリ゛−チ・インスヂヂ:L−1〜の
ために準備された。上記引用文献の特殊な記載は、この
明細書に参照される。 塩化亜鉛電池装置の動作中は、亜鉛電極基板から若干の
水素が発生することはl[)られない。何となれば、塩
化亜鉛水溶液中の金属亜鉛の平衡電位は、水の分解にJ
:つて水素ガスが形成され’、r iJれぽならないよ
うな電位であるから−ぐある1、純粋の亜鉛金属から水
素ガスの放出は、水素に幻Jる高い過電圧のために非常
に低い()れども、この/lk出率は、亜鉛の形態学4
1y !II−1(H析出物中の不カ11物の存在など
を含むいくつかの事由に支配される。しかし、水素放出
の率は、電池装置aの充電中に塩ホ電極において発生ず
る」塩素ガスの放出に比較して代表的に非汁に小である
。水系の放出は電気品効率不良を承りという事実のため
に水素放出の:(lを少なくすることは、塩化亜鉛電池
装置aにJ3いC重要なことである【プれどち、電池ス
タック内の水素ガスのfバは、その発生後に塩素ガスど
反応りることによって減少させることかて゛さる。 j福生亜鉛電池′J装置においてiJ、(ふ1素ガスと
水素ガスとの制御された化学反応は、はぼ紫外線範囲内
の光線放射の波長を持つ1′種または2(4の光線をあ
たえることによって達成される。従って、塩化亜鉛電池
装胃の充電中は、複数の単電池によって発生した塩素ガ
スおよび水素ガスは、紫外光線発生源に照q4され、こ
れらのガス(よ塩化水素を形成する。更に、塩化亜鉛電
池装置の放電中には、複数の単電池の上方のスタック区
域のガス空間内に存在することのある塩素ガスと任意水
素ガスども、またこの紫外光線発生源に照的される。 〔発明が解決しようとり゛る問題点〕 先行技術の塩化り11鉛電池スタツク設J1においては
、電池の単位電池は、受朋内に収容されるか、或は塩素
カスと水素カスを111電池から排出させることがでハ
るJ、うに単電池の偵部を開放するように装置されでい
る。しかし、本発明にJzれば、電池の単電池CJ1実
質的にIM目r1さだ単電池区画内に配置され、この区
画は、単電池区画への゛電解液の流出入と、単電池区画
からのガス排出との両方を制御りるための■口部区間を
含む。かような閉鎖された単電池区画をイjづることに
J:つて、持根状態において単電池区画内の単電池上り
のガス空間に成る帝のガスを捕捉することが可rlli
である。電池装置か充電された後に待は状fルにある単
電池区画内の亜鉛電極に水素ガスが発生し続りているの
C1成る長い11・1間の間には成る量の水素ガスが単
電池区画内に蓄積づることができる。そして、電池装δ
の放電が開始されるど、単電池区画内の蓄拍水素ガスは
、区画から排出されて、成る望J、しい水準を超えた塩
素ガスの昂に幻Jる一定の割合で紫外線発生源に1Mさ
゛れる。 従って、複数の単電池からガスを選択的にIJI出づる
ことのできる改良された電気化学装置の電池スタック設
計を提供づることが本発明の主要目的である。 何らの電気的制御にたにることなく、予め)ノzめられ
た時間をおいて、単電池jp +うのガスを自動的に排
出することができる改良された電池スタック設h1を提
供することが本発明の更に特殊の目的ひある。 充雷待(幾状態において単電池から水素ガスがu1出さ
れる塩化亜鉛電池装置の改良された単電池設計を提供す
ることが本発明の他の目的である。 以上の諸口的を達成するために、本発明は、電池の単電
池と、Xali池装置のための電解液の少なくとも一部
とを含む実質的に閉鎖された区画を画成するだめの装置
と、前記区画装置内の電解液のレベルに応答して前記区
画装置内部からガスを選択的にIJI出するために区画
装置と関連づる装置とを特徴とする改良された電池スタ
ックHHlを提供する。JJI出装置は、区画装置内の
電解液レベルに応答して作動するフロー1〜811月を
持つ逃し弁を含む。 このフロー1〜部材(よ、電解液レベルが予め決められ
たレベルJ:り上方にあるときに逃し弁を閉じ、電解液
レベルがこの予め決められ1.ニレベルJ:り下方にあ
るとぎに逃し弁を1ift < J:うにされている。 本発明の(l加的利点J5 J:びQ4j 徴は、以下
の図面を参照覆る、その好適実茄例の訂細説明を読むこ
とににり明瞭となるであろう。 〔実施例〕 第1Δ図J3 、l、び第1B図を参照J゛ると、本発
明による実施例の塩化亜鉛電池装置10の側面図と正面
図を示づ。この電池装置10の秤々の(1ル成部品は、
2つの相Ti結合された円筒状の容器12d3よび14
によって収容されていて、その状況は第2図の概略図に
よって最もJ、く示されている。土部の容器またはケー
ス12は、全体的に参照数字16にJ:って示された塩
素水化物貯蔵〃ブシステムを収容するために使用される
。下部の容器J、たはケース14は、電池スタック18
と、参照数字20で示された電解液循環リーブシステム
との両とを収容するために使用される。 円筒状の容器12および14は、電池棚41′4休22
によって支持される。容器12 a3J:び14は、b
rましくは、ガラス繊維強化プラスデック(FRP)で
製造され、その内面にはこれらの容器内の電解液および
他の化学物質に化学的に抵抗性または不活1!lの内部
ポリビニール・り[1シイド(+) V C)ライナが
接合されている。容器12J3よび14は、4木の流体
交換管系または導箔24゜26.28および30によっ
て連結され、これらの笛系を通る流体流れの方向は、適
ソ1な矢符によって示されている。更に、電池装置10
1よ、4木の冷媒管系または導管32,3.4,36お
J:び38が設番ノられる。冷媒管系32および34は
、容器12内の温度を塩素水化物を形成する適当なレベ
ルに低下させるために、電池装動の充電中に貯蔵ザブシ
ステム16に冷媒を供給りるために使用される。冷媒管
系36および38 G;l、塩化亜鉛電解液の温度を制
御するために、′11i解液循環サブシステム20の液
溜めよたIJ電解液貯梢40に冷媒を供給−4るために
使用される。 次に、第2図J3よび第3図を参照して、電解液循環ザ
ブシスアム20を説明する。電解液循環→ノブシステム
20は、卵形の電解液ポンプP1を含み、このポンプ【
よ液溜め40内の′Jfi解液レベルにり下方の下部容
器14の前部端板42に装架されている。電解液ポンプ
P1は、このポンプに磁気的に結合された電気−[−夕
44によって駆動される。電解液ポンプP1は、好まし
く矩よ、インガソル・ランド社製の遠心形のものである
。電解液ポンプP1は、液溜め40からチタニウム保護
スクリーン・フィルタ46を経て雷YfVaを吸引して
、スリップ継手58を経て電解液を独特な中心供給形の
電解液分配マニホルド50の中に軸方向に111出づる
。 このマニホルド50は、電池スタック18を右づる1対
のザブモジュール52.54内の単電池の各々に電解液
を分配するために使用される。マニホルド50は、電解
液をザブモジュール52゜54内の単電池の各々に均等
に分配り−るだりでなく、まl−電解液循環サブシステ
ム内に流れる寄生電流の流れを制御および抑制づるJζ
うに作用づる。 奇生電流というの(よ、電解液ネツ1〜ワークににつで
作られる導電通路内を流れる電流のことである。 マニホルド50を設けたこと、特に流入おJ、び流出の
交差分配管耐直との組合ゼにJ:つで、奇に1−電流の
抑制に顕著な改良が達成されたが、これについては以下
に更に詳細に説明づる。 第4図を参照して、電解液循環サブシステム20の一実
施例の概略図を示し、特にマニホルド50を通る電解液
の流れを例示覆る。また第5図を参照して、ザブモジュ
ール52および54と関連する電解液循環サブシステム
の前端図を例示し、第6図および第7図は、マニホルド
50の2つの図を例示している。このマニホルド50番
よ、1交りの同心管、Jなわち内側管58と外側管60
とを有する中央部分56を含む。内側管58番よ、その
第1端部62において電解液ポンプP1とmE体連通状
態にあり、その開口しIC反対端部64Gよ、その線上
の金網電解液フィルタ66が結合して(Aる。 フィルタ66は、多孔のある保護外囲68を含み、その
末端部はキャップまたはプラグ70で終っている。電解
液は、内側管58を通って送給され、フィルタ66を通
って外側管60にMt入づ゛る。タト側管60は、9ν
1:部二目Iツブ72が粘合され、この端部キA7ツブ
は、流体を内側の端部4= Vツブ70の周囲を通って
専管76に導くIこめの流体¥4菅通路74を含/υで
い机導管76(よ、端板78にJ3いて1)J止され、
電解液流体油11を2つに分岐するための1対の取イ」
休80および82を含む。同4策にして、外側管60は
、更に他の2分岐流体通路G ”Ij l]Z)1ニー
めに、電解液ポンプ1〕1に近い端部において1対の取
付体84および86を含む。このようにして電解液は、
フィルタ66を通って、外側管60にポンプで圧送され
るので、流体の半分は管76を通って電解液ポンプP1
から全体として遠方に送られるが、他の半分は、外側管
60を通って全体として電解液ポンプP1の方に向って
送られる。取付体80.82および取イ」休84゜86
において、電解液の流れは、4つの分配通路に分割され
て、2つのサブモジュール52おJ、び54の左半al
lと右手部の両方に個別に雷F17′aを供給づる。 第4図を特に参照して、交差した入ロ分配管!装置を説
明する。第4図で分るJ、うに、例えGlK、分配管8
8は取fl体82に結合され、リブモジコール54の左
半分90に供給し、この左半部と4i 4′一部92よ
りも取イ]体82から物狸的に遠方にある。 同様にして、取イ」休86は分配管94を経て1ノブモ
ジユール54の右手部92に結合している。従って、ザ
ブモジュール54の左通路と右通路との間の電気回路通
路は、全く長くなって、寄生電流の流れに対しで相当な
抵抗な早りる。例えば単電池供給管96J3よび98の
間のRj生雷電流流れは、短絡回路を完成1−るために
は、管88、取イリ体82、管76、外側管60、取イ
1体8Gおよび管94を通らなければならない。この短
絡回路の長さ(よ、相当に長いのでその電気11(抗は
高いけれど1)、交差した入口分配管88および94を
含む上記の流体回路は、電解液ポンプ1〕1に対して非
富に小さい負荷を与えるにりぎない。従って、電解液ポ
ンプI) 1は、比較的低い馬力のしのとすることがで
き、その結果、この電池装■の全体効率を改良すること
ができる。 第4図の実施例にお(プる″7U4解液循環リブシステ
ム20の出口部分すまた、交差した出口分配管装置を使
用していて、これは交差した入口分配管88おJ:び9
4に関して上記したと同様に、寄生電流の流れに対する
電気抵抗を増加づるためである。第4図を参照して分る
にうに、各ザブモジュールの左半部と右手部、例えは9
0と92は、交差結合した中央の供給入口部分と同様の
仕方でそれぞれ出口管100と102に交差しでいる。 電解液循環リーブシステム20の出口部分には、第3図
および第5図に示づように階IR状の天謡104を使用
することができる。この選択的の11目−] 芸Fiに
J5いてtよ、各々の個々の単電池は、出1」孔106
を通り、排出答108を経て更(J聞[」110を通っ
て階段状天Ki 104の」−面にIJI出りる。ぞし
て電解液は、小石のある屋根を流れる山水のように天蓋
104の上に流出して、流下し/jから外方に広がって
液溜め40に流れ、放電クイクル中の電解液による気体
塩素の吸収を改善覆る。 マニホルド50と、入口の交差分配管装置と、出口の交
差収集管装置とは、中心供給原理または配置と称づるこ
とのでさ″る更に一般的’+1原理Jたは配置の異なる
様相または建造ブ1コックとして1■略的に見なMこと
ができ、これについては従来1★術の電解液分配実情を
参照して、i1′細説明りる3、従来技術のj福生亜鉛
電池装置にJ5いては、電解液は、直列に接続された多
数の単電池で構成されたりブモジュール内の各単電池に
代表的には−っの共通ヘッダを経て、送給され、このよ
うな連続的な木質的のマニホルドまたは分配性・は、ヘ
ッダの一端から他端に至る比較的低い電解液抵抗を持っ
ている。この端部供給配置tま、サブモジュール内の事
実上どの電池間の短絡回路にも比較的大きい奇生電流を
発生さU゛る。これに反し、第4図に示しlζ電解液分
配装置は、雷MWkの流れを半分に分割して、寄生電流
の流れに対して比較的大きい抵抗を持つ物理的に別個の
ヘッダ〈例えばマニホルド50内の管60おJ:び76
または人口分配管88J5よび94)を通って各半分の
流れを送給(または吸引)することによって、白列接続
された多数の単電池から成る単一の1ノブモジコール(
例えば、ザブモジュール54など)に電解液を供給する
。 このJ:うに、先1)技術の供給装槍にa:t tfる
1ノブモジユールの共通に電解液が供給される半部間に
存在する大ぎい寄14−電流に比較りれば、第4図に示
されザブモジュールの別々に雷Ffl液が供給される半
部間に存在するづべての短絡回路は、劇的に減少してい
る。従って、1■略していえば、この中心供給配置は、
以下のようないづれの電解液分配61画も包含するとい
うことができる。その61両においては、直列に接続さ
れた多数の単電池から成る単一の勺ブモジコールに流れ
る電解液の流れは、2つくまたはそれより多く)のはぽ
等しい部分に分割された後に、IL較的に人さい電気抵
b’Lを4、jつだ2本の別個の電気的に絶縁されたヘ
ッダを通って分配(または収集)するために分PJさね
、各ヘッダは、複数個の直列に接続された111電池に
電解液を供給しくまたは単電池から電解液を収集し)、
1ノ−ブモジュールの別個に電解液が供給される部分間
の単電池間知略回路にJ:って生じる奇生電流は、端部
供給の電解液分配配置に比較して髭しく減少づる。ここ
に開示された電池装η10の電wI液循環(ノブシステ
ム20は、前述の中心供給原理を11体化して、中心供
給配置を利用JることにJ5っC得られる寄生電流の有
利な減少を最大にηるJ、うに特殊に膜製されたもので
ある。 上記の中心供給電解液分配配置の0効性は、第8図を参
照することによって例証される。横軸に7合って示され
た単電池番号の関数として、縦軸に沿って示された代表
的な短絡電流または寄生電流の値を示づ図式表現である
。例示目的のために、直列に電気的接続された3 0 
ill、]のli電池を持った電池を示したりれども、
直列に電気接続されi:責なる個数の単電池を持つ電池
においても同一の右利な結果が得られることは、]!I
!解されるべきである。上に述べたように、電池を構成
する単電池のすべては、共通の供給および帰路の配管を
経て1個の電解液ポンプによって電解液が配給され−C
いる。この共通の電解液分配73は、電池の端子に電圧
が存在し、かつ電池スタックを含む電解液循環ザブシス
テム20が電解液で満たされているどきには、電流が通
る電気的導通りる通路を提供り′る。 この短絡電流は、充電111″Iに単1:Ui池に流れ
る有効電流を減少し、かつ種々の放電率で放電中に、電
池内のそれらの単電池に自己放電を生じさせる。一般的
に、このことは、電池スタックの中心にある単電池の電
極から亜14)の急速な消耗を来たし、その電池スタッ
ク内の枚数単電池の電気追効串に測定可能程度の差jt
を生じることができる。 電解液の比抵抗と、電解液循環リブシステム20の各部
分の寸法とが分れば、種々の部分のイj効な電気抵抗を
fft Rすることができる。従って、もし希望ならば
等価の電気回路モデルを構成りることができる。それは
、例えば、「寄イ]:電流の影響を減少する方法」なる
1983年2月1日イ1りのチイ氏他の米国特許第’!
371825号明川i!)に記載用れているので、ここ
に参考に引用りる。 第8図は、そのような電気回路モデルがらi口卆された
充電中の奇生電流値を比較覆るグラフである。 第8図の曲PI!112は、先行技術の端部供給電解液
分配マニホルドを持つノこ電Il!!装置にりJ−!J
る奇生電流分イbを示し、曲線114(よ、中心供給の
電解液分配マニホルドを持つlc本発明ににる電池装U
′jに対する寄生電流分布を示している。ここで)]息
すべぎことは、曲線112の全体の寄生電IN、が曲線
114に対づる全寄生電流にり大きいというだけでなく
、曲FA114はまた、中心供給マニホルドが使用され
たときには寄生電流分イbが著しく更に均等であること
を示している。中心供給マニホルドのこの利点は、右利
なものである。何となれば、それは寄生電流の流れを最
小にすることが望ましいだ【ノでなく、電池スタック内
の単電池の各各に対づるほぼ均等な電気量効率を達成す
るために電池スタック全体に渡る奇生電流の均等分イU
を得るために望ましいからである。 第9図を見ると、塩化亜鉛電池電極組立体200の展開
図が示され、それは、電池スタック18の基本的の建造
ブロックを形成している。電極組立体200は、全体的
に1対の多孔質黒鉛の陽極または塩素電極202および
204と、緻密質黒鉛の112極または亜鉛型(岨20
6と、プラスチック枠部材208 J5よび210とを
持っている。 陽極電極202 J5よび204(よ、枠部材208の
中のfR212および214内をそれぞれ摺動するよう
にされ、枠部材は、これらの2つの電極をその側縁の一
つとその上下の村1部とに沿って支持Jる。枠部材20
8は、陽極電極202および204を平行に整列させる
ように作用し、これらの電極の間に内部空間を形成する
。枠部材208はまた枠部材210を陽41A電極20
2 J3よび204の間に1Φ入して支持り−るように
形成される。 枠部材210は、一つの単電池マニホルドから陽極電極
202および204の間の内部空間に電解液を輸送づる
ためのプラスブック供給性216を含む。枠部材208
は、また溝218が形成され、この渦は陰極電極206
の側縁部を受容しく、この陰極電極206を陽極型14
i 202に平行に整列させるようにづる。従って、枠
部材208 G;J、陽極電極202おJ:び204を
互いに整列おJ、び隔離づると同時に、また陰極電極2
06を陽極型(々202に整列させ、かpそれから隔!
aづるJ、うに作用づることが理解されるであろう。r
2極電極206ど陽極電極202との間の隔悶口よ、電
極間の空隙として説明され、それは、一般的には約1馴
(40ミル)から約6m(250ミル)の範囲にあり、
好ましくは約3.3mm(129ミル)である。 この枠部材208はまた、陽極電極202おJ、び20
4の縁部に沿う電気化学的活性を修正するために、これ
らの縁部の周囲に完全被覆または遮蔽を設けることによ
って陽極電極202および204の縁部効果を111+
11111するにうに作用する。一般的にいえば、満2
12.214おJ:び218は、陽極電極の見11)表
面区域が陰極電極の見掛表面区域に比較して小さいよう
に形成さねている。縁ell遮蔽効果についての更に詳
細な説明は、同様に譲渡されたカー氏他の米国特許第4
241150号1−酸化剤電極の縁部効果を制御する方
法」の明細書に開示されている。 枠部材208は、それがないど陽極電tii 202お
よび204間の内部空間に滞留り−ることになる溶解し
ない塩化カスを+jl出づるために枠部材のIA部に一
つの開孔220を持っていることにまた注意されるべき
である。更に、枠部材208には、1対の向ぎ合った垂
直に延びた間隔リブ222および224が形成されてい
る。リブ222および224は、陽極電極202 J5
 Jζび204が外方に彎曲する傾向を抑制して、陽極
陰極間の所要電極間空隙を保持する。この電極間の空隙
が完全であること(よ、重要である。何どなれば、3.
3mm(129ミル)程度に空隙が増加づると、電池装
置に対する電流密度は若しく Jl’111+1−!I
ることがでさるからである。また、かような増加した空
隙(よ、陰極電極上の亜鉛充填mの増加をJ「容りるの
で、従ってこれは、電気的エネルギの等価1dを貯蔵す
るために要する電極の個数の減少にJ、って実質的の価
格節約が達成づることかできることを意味りる。 電極組立体200の電解液4JI給管216は、枠部材
210の上方に延びる突起部分226の中に形成された
ソケットの中−に圧し嵌めされている。 また、供給管216の下端部は、枠ill拐210の上
方に延びるクリップ部分228と支持溝部分230との
間に保持される。また注意されるべきことは、枠部材2
10の支持満部分230の下端部は、枠部材208の内
部の陽極を隔離ケる部分232の下端部と嵌合Jる形状
に形成されていることである。下端部にお1プるこの輪
郭形状は、そのIΩ部におりる枠部材210の(よぼ水
平に延びるフランジ部分234と1h力して44′部1
4210を枠部[208に固定覆るように動作4る。 電極組立体200を構成づるために使用される材料に関
しては、陽極電極202 J3よび204は、コーニA
ン・カーバイド・コーポレイションのPG−60または
TS−1697グラフアイI〜またはエア]・カーボン
・礼のS−1029また(まS−1517グラフアイト
で構成されること/+(!IIましい。陰極電極206
については、この電極はユニオン・カーバイト・」−ポ
レイションのECL等級グラフアイ1〜または△1− 
RまたはATJなどの他の等級で(14成づることが好
ましい。 枠部材208および210ど?3′216に関しては、
これらの部品(以下に説明りる他のプラスナック部品も
)は、それが触媒Jる電解液J3よびその他の化学物質
に対して化学的に11(抗性または不活性の任意適当の
電気的に不導通性の祠)”lで構成されることができる
。枠部材208 d3よび210は、ゼネラル・タイヤ
・アンド・ラバー・コーポレイションのボルタロン(商
標)ポリビニル・クロライドまたtよビーψエフ・グツ
ドリッヂ・コーポレイションのゼオン(商標)ポリビニ
ル・り11ライドで構成されるのが好ましく、また普2
16(ま、デュポンのテフロン〈商4票)(ボリデ1〜
ラフJしA口・」−ヂレン)で作られるのが好ましいI
Jれども、他の適当なプラスデック月利、例えばベンワ
ルト・カイナ(商標)(ポリビニリデン・フルオライド
)または報告を以前にT+1[認された1 979 s
t 4月の[利用応用のための塩化亜鉛電池の開発」の
第4節に記載されIJ他の適当)tAy’+のいづれか
を使用してもよい。 第10図を参照すると、、、J福生!lI!fil電池
スタックに使用りる一つの「解体された」1ノ−ブモジ
ュール236の展開図が示されている。このリブしジ」
−ル236は、一般的に、ilI鉛端子の(社)形相立
体238と、塩素端子の櫛形用立体240と、1 fl
+、1j、たtよ多くの2極性の中間櫛形組立体242
とをイ1づる。」ノブモジュール236は、ただ1個の
中間櫛形組立体242を持つように示されている【ノれ
ども、この]ノブモジュールは、更に多くの中間櫛形組
立体を設けるだ()で拡大されることが理解される。第
10図に示りにうに、ザブモジュール236は、電気的
に直列に接続された2個の「単位」電池を含/Vでいる
。これらの単電池の各々は、電気的に並列に接続された
多数の単一の単電池(すなわち、陽1々電極と、それに
対向づる陰極電極)を持っている。 この中間櫛形組立体242は、第11図に最もにり示さ
れており、2つのはば平ll1l!な対向面を持つ導電
性の母線部材244(す4にわら、緻密な黒鉛で構成)
と、この母線部材の縁部をほぼ包囲して位置し、隣接り
る単電池間にイAン的封止を作るプラスデック枠246
どを右り”る。枠246は、好ましくは、f’fJFA
部月244の縁部の周りに1) V Cを射出成形する
ことにJ:つて形成される。 1対の対向する長手方向に延びるW 247は、このP
vCの封包体と、母線部材244の縁部との間に機械的
固着を設りるために使用されることができる。複数個の
陽極電極構体248は、母線部材244の一外部表面の
間隔垂直fii 249にIE L嵌めまたは締まり嵌
め結合によって固着され1.I、た、複数個の陰極電極
250は、同様の仕方で、母線部材の他の表面に固着さ
れる。陽極電極4111休248の各々は、第9図の電
極組立体200に従って構成され、陽極電極202 a
;よび204と、プラスデック枠部材208 J> J
、び210を含む。 単電池電解液分配マニホルド252は、電解液が供給管
216に輸送されるように台枠24GのICi部に超音
波溶接または他の方法で固着される。jlY細にいえば
、枠部材210の1i′1部から延びる突出部226は
、マニホルド252の武器254にある孔に挿入される
。次に、これらの突出部226は、熱圧着によってマニ
ホルド252の底11+1254に溶接されて、漏洩し
ない結合を作る。 各単電池が別個に封止されるにうにりるために、第10
図に示t、Jζうなプラスチック受板256が、母線枠
体246に流体封密結合に溶接または他の方法で固着さ
れる。単電池の各々に供給された電解液の戻り通路は、
単電池から流れる電Mdシを東めてこの電解液を貯槽ま
たは液溜めに送るようにした収集カップ258と排出蛇
行114板260とによって設【ノられる。他のプラス
チック枠部材または部品の場合のように、収集カップ2
58および刊出蛇行渦板260は、受板256に対して
流イホ封畜結合状態に溶接また(よ他の方法で固る(溶
剤接合など)される。 第11図に例示づるように、単電池分配マニホルド25
2はまた頂部カバー262を有し、それは溶接または溶
剤接合によって武器254に固着される。このマニホル
ド252の重鼓な特徴は、武器254と頂部カバー26
2との間のマニホルドの全長に沿って延びるプラスチッ
ク製の多孔スクリーン264を持っていることである。 このスクリーン264の多孔は、枠部1J 210の突
出部226のF;]孔心任よりも適当に小さく選定され
ているので、電解液供給管216を通る流体の流れを富
士または妨害するいかなる粒子もこのスクリーン264
によってまし取られるであろう。スク■−ゝノり会、I
 HI+7−I+、ど【−I h7+l商と)で構成さ
れ、好ましくはほぼU形に弯曲される。また、マニホル
ド252は、もしそうでないとマニホルド内に溜まるこ
とになるガスを放出させるy=めに、適当な開孔265
(第12図に示づ)を設()ることかできる。この開孔
265を単電池の外縁部イ」近に設けることは、また単
電池の最−b外側の電極付近まで十分の電解液流を生じ
ることを111F実に1−る。 第10図においては、前述のプラスチック部品252乃
至264は、塩素端子の櫛形組立体240に示した組立
状態に示されている。このj福素端子櫛形組立体240
は、次の点以外は、中間櫛形組立体242と構文が類似
している。す”Jわら、塩素端子櫛形組立体は、母線2
44の一表面に沿って複数個の陰極電極250を持って
いない。 しかし、塩素端子櫛形組立体240は、サブモジュール
236への外部電気接続を容易にづるために母線244
に装架された複数個の電気端子を右する。これらの電気
端子は、参照符号266で一般的に示され、亜鉛端子櫛
形組立体238について例示されている。亜鉛端子櫛形
組立体238は、単に1本の母線を有し、その縁部およ
び外面は、プラスチック枠の中に包囲され、複数個の陰
極電極は、母線の内面に固着している。組立てられた状
fぷにおいては、中間櫛形組立体242の陽極電極構体
248は、亜鉛端子櫛形組立体238の陰極電極250
と一つおきに挿入され、中間櫛形組立体242の陰41
J)電極2501よ、」)21素端子櫛形相立体240
の陽極電極横棒248と一つd3ぎに挿入される。従っ
て、中間櫛形組立体242の陽極電極lli体248ど
、すF鉛端子櫛形組立体238の陰極型tri 250
とは、一つの単電池を形成する。 また、中間櫛形組立体242の陰極電極250と、塩素
端子櫛形M1立体240の陽極電極構体248とは、ザ
ブモジュール236のもう一つの単電池を形成する。 第12図を参照すると、第2図および第3図の電池スタ
ック18に対づる「組立てられた」ザブ七ジュール切断
斜視図が示されている。このザブモジュール54の(1
4成は、いくつかの点で第10図のり一ブモジュール2
36と類似している。これらの2つのサブモジュールの
主要な相3q貞は、リブモジュール236は、単電池か
ら塩素ガス(任意その他のガスも同様に)を逃出さゼる
ためにイのII:i部を一般に開かれているが、ザブモ
ジュール54は単電池からの流体の流れを制御づるため
に、その頂部tよ一般に閉じられていることである。リ
ブモジコール54は、電気的に1列に接続され/J2 
/I fl!Jの単電池から成つCいる。これらのli
電池は、f[3001,:J:つて全体的に示されてい
る。 第13図乃至第16図を更に参照ηるど、すfモジュー
ル54に対する亜鉛端子単電池300のいくつかの図が
示され、特にそのプラスナックII″1部区間310を
例示している。このIn部区間は、3側曲を持つ受箱区
間311に溶接J、たは他のジノ法で封着され、単電池
のための実質的に閉f+された区画を形成する。IC4
部区間310は、電解液供給間口312を右し、この供
給開口は、Ill電池の供給管313を経て電解液分配
管88に連結されている。類似の電解液連結は、第3図
につい”UJ、く見ることができ、それは供給tλ32
0を紅て電解液分配管318に連結されたサブモジュー
ル52の単電池316のD(才、′i 1iil Ll
 314を示している。 単電池300の頂d1区間310はまた、出口開口32
2を有し、それは出目管326を経て階段状の天蓋32
4に連結される。第14図について最もよく分るにうに
、頂部区間は更にほぼ水平に廷びるIn壁328を含み
、このTi”+ mには下方に延びる蛇行した仕切部分
330が形成される。この蛇行仕切部分330は、蛇行
j14のIJI出マニホルド332と、それに(よぼ流
体生り密に固着された底部カバー板334どに組合lで
使用される。v1出マ二小ルドの間口336(ま、第1
6図に最もよく見られるように、塩素ガスと電Ml液を
単電池300の外に流づことができる。 単電池300の頂部区間310は、更に111電池電解
液供給マニホルド338を右し、これは全体どして頂部
カバー340ど、ぞれに流体封密関係に固着された武器
342とで構成される。頂部340は、上部の円筒部分
344を右し、これ(よ、頂部区間310の頂壁328
の開孔を通っ(延びている。供給開口312は、円筒部
分344に1:q動固着づるにうにされる。頂部カバー
には;J、た細長い下方に延びた仕切部分346および
348が形成され、これらの仕切部分は、底In+ 3
42と協力して電解液の流れをマニホルド338を通っ
て流す。頂部カバー340ど武器342どの間には、単
電池300への電解液の流れを濾過づるためにスクリー
ン350が介在する。武器342には、複数個の孔35
2が形成され、この孔を通って電極計208の突出部2
26が延びて武器に)d接され、電解液の流れを塩素型
4fj#、たはβ1極電捧202および204の間の丙
811空間に流れるJ、うにする。 第3図、第4図J5よび第9図乃至第16図を51とめ
て参照ずれば、電池装置1oの電捗絹立体200に含ま
れる個々の塩素型4シ対の4べてにa3:fる電解液分
配の均等性が、よく説明される。十に述べた各図に示さ
れたように、電池Vx ra 10の電解液循環リブシ
ステム20は、数多くの大小のマニホルド、蛇行管J3
よび種々の司法の分配管から成り、それらのリベては、
電池スタック18内の各供給管216(第9図参照)に
よって与えられる比較的高い流体抵抗に比較し−C1そ
れらの分配管を通って流れるように設計された電解液量
に対してむしろ低い流体抵抗を承りような司法に作られ
ている。このような設81のお蔭でずべての単電池マニ
ホルド252(第11図参照)および各シブモジュール
(第12図J3J、び第14図参照)のすべての蛇行溝
ill出マニホルド内にほぼ等しい水圧が存在覆る。た
とえ、1ノ−ブモジュール52と54とが等しくないに
しても(Jlぼ等しい水肚がイj在する。従って各供給
管216を通る差圧の電解液圧力【よ実質的に同一であ
り、また電池スタック内のすべての供給管216は同一
の長さと内径を持っているので、各ザブ士ジ」−ル内の
すべての電極組立体200は、実質的に着しい流量率を
経験する。 同様にして、ff2解液楯環リブシステム20内の4べ
でのマユ11\ルドおJ:び分配しの流れ古川は、それ
らが11′fX験する流量率に比較して比較的に大さい
ので、(i−?J、所要の供給管216を通る差L[の
水圧、従ってその供給管が電解液を供給づる電極組立体
200に対する電解液の流fit率は、電池共動10が
充電中ま7.、Tlよ放電中の時間に対しくほとんど均
等に保持される。 次に第15図を特に参照覆ると、単電池300は、ガス
逃出弁354を含めて示され、このガス逃出弁は、単電
池の頂壁328に流体1・1密関係に固るされる。この
逃出弁354は、単電池内の電解液レベルに応答して単
電池300の内部区画から選択的にガスを放出づるため
に使用される。、特に、この逃出弁354は、電池装置
10が充電前の状態にあるときに、単電池1g画内に0
存りることのある任意水素ガスを放出づるためにイi利
に使用される。 逃出弁354は、はば円4を状の中空内部357を持っ
た円錐状ハウジング356と、ン′2力のある浮き部材
358とで構成される。ハウジング356は、ガスを放
出するためにその頂部に開l]360が形成され、逃出
弁354(よ、その底Qiii部に1対の舌部材362
33 J、び364(第16図に最もよく見える)が形
成され、これらの舌部材(よ、逃出弁を頂壁328にび
つIこり結合Jる機械rl’J INツタをづるためで
ある。17き部材3581ま、/Mンジング356の内
部表面366に;よは順応り−る形状を持っているので
、浮き部材が、電解液によって浮ぎ部材に加えられる圧
力にJ:って)飄つジングに封密停台状態に上方に動か
されたときに、単if池区画から流体の流れを田止りる
であろう。浮き部材358はまた、浮き部材がl\ウジ
ング356と封密停台状態に上方運動づることを案内づ
るlこめの上方に延びた棒部分368が形成されて0る
。 浮き部材358は好ましくは中空内部を持って0るので
、底板370は、その中に成る退の空気を内蔵するため
に浮き部材の内局部分に接合されている。また、単′a
s池区画の頂壁328(よ、流体を逃出弁354に連通
−りるために開口372を1iJつているtプれども、
この間口は、電解液レベル/J((氏いとぎに、浮き部
材がlit出マニホルド332σ)中へ落下づることを
防止Jるために浮き部材の白(Yにりも適当に小ざく作
られていることにi1Q’lべきである。しかし、この
開口372は、)7さ部材がI0壁328の上に乗る貞
まで落I)だときにム、通気できるような適当の形状を
持っていな()ればならない。 電池装置の充電中または放電中のJ、うに、電解液が電
池装置4を通って循環しているときに(,1、!11電
池の各々300に対する排出マニホルド332【ま、電
解液で満たされた状態になるであろう。そして、浮ぎ部
材358は、Itil D 360をJl」1リイ)位
置まで上方に動かされうであろう。そして、;i’i池
装置が待銭状偶に切換えられるとき、例え【3[゛、充
電または放電の終期にJ3いて(91、電解液、1テン
プP1は停止され、電解液の循環は停止づるで87>ろ
う。これによって、4Jl出マニホルド332内σ) 
’t’+i解液レベルは、浮き部材358の−1・降運
動にJ、って開口360を再び開りることのeσる点ま
−C−[・降するであろう。開口360が再び開くと、
JJI出マニホルド332内に存在するいがなるガスも
、電極枠部材208の板334と種部との間のガス空間
に存在づるガスも、逃出ブi′354を経て111電池
区画からljl気されるであろう。この自動的の111
気装置は電池装置10が充電された後に、特低状態に置
かれるとぎに特に重要であって、それは、充電中に亜鉛
?Ti極または陰極電極206にJ3いて発生した任意
の水素ガスを単電池区画から排気できるようにづるから
である。また、この逃出弁354は、浮き部材358の
何法および密度を適当に選択することによって、浮力の
ある浮ぎ部材358を電解液循環が終った後に電解液の
毛管引力または表面張力によりハウジング356と封」
L係合状態に持上げたままにならないようにすることに
注意すべきである。 次に第3図および第5図を参照覆ると、これらの図面は
また、下部容器14内にりブモジュール52おJ、び5
4を支持づるl、:めに使用されたプラスデック受台4
00を例示している。サブモジュール52および54を
、それに結合された上記の種々の電M液分配収集部材と
ともに完全に組立てた後に、この受台400を長手のレ
ール402に沿って容器14の中にWlり込まUる。 第3図はまた、リブモジコール52 d3 J、び54
に対してなされた電気的接続を例示づる。4個の動力端
子404の一組が設【プられ、一つの動力端子が、1ノ
ブモジユール52おJ:び54の各端部に結合される。 これらの動力端子の各々は、チタニウムで被覆された銅
棒4.06であって、これはチタニウム横棒408に摩
IM溶接される。ブタニウム横棒408は、サブモジュ
ール52および54の各端部に設(プられた複数個の端
子柱410にイ・」着される。動力端子404iよ、1
)−ブモジュール52および54に固着されたならば、
好ましくは、容器14の外側に延びるプラスチック(液
状注入樹脂)封包内に1li1着される。そして、これ
らの動力端子404の自由端部は、電池装置10を充電
するために適当な直流電源に、或は電池装置を放電する
ために適当な負荷に連結されることがぐきる。 第3図はまた、一本のガラス管412を例示し、このガ
ラス管は、符号414で想像線で示された適当な紫外線
源を内蔵づるために使用される。ガラス管412は、容
器の外側に延びていて、紫外線諒交換を容易にづるよう
にり゛る。この紫外線源は、容器14内のガス空間に存
在するがも知れない水素ガスを塩素ガスと反応さUて塩
化水素を形成づるようにされる。 第2図を再び参照して、容器12の貯蔵サブシステム1
6と、容器14の電池スタック18および電解液循環サ
ブシステム20との間の相互作用を簡単に32明するで
あろう。電池装置1oが充電中の状態にあるとぎには、
電池スタック18は、塩素ガスの連続的供給を生じるで
あろう。この塩素ガスは、導管26を経て、ガス/氷化
物ポンプP2によって容器14から’fJ 器12へ吸
引される。 そして、ポンプP2は、JM fkガスを容器12内の
冷IJIされた液体く好ましく【よ水)と混合して塩素
水化物を形成する。電池が放電中の状態にあると六には
−イ?\/ 11:l Ijil 111h TいT 
1(Ij迎Jj、A凸9.)c、の温かい電解液が導管
28および3oを経て容器12内にある氷化物分解熱交
換器1−I X 2を通っCポンプで送られるようにJ
る。これにJ、っC1水化物は徐々に分解されて、Jg
索ガスの連続的供給がm1始される。弁v2が開いてい
るときには、容器12内に解放された塩素ガスは、導f
τ24を経て容器14に戻送される。そして、このJM
水素ガス供給は、電解液循環ザブシステム2oの中に射
出され、そこでガスは電池スタック18に分配されつつ
ある電解液に溶wづる。放電の終期にJ3いでは、塩素
水化物のすべては、分解され、j】A水ガスは電池スタ
ック18に戻され、電池スタック18内で8!I費され
る。 第17図は、第1図d3 J:び、第2図に示した貯蔵
り”アシステム16内の装置配置を示づ切+11i f
fEl視図である。貯蔵部16は、短い円筒状のケース
または容器12の中に収容され、tn 二LL、 <は
、911図に示したように電池スタック容器14の上カ
に装架されている。容器12は、一体のドーム状端部6
00を持ち、他の端部は、ドーム状カバー602で閉鎖
され、このドーム状カバーはフランジ604にボルトで
結合される。動作時には、容器12は、はとんど全体が
液体(好ましくは水)で満たされ、第2図に液体レベル
線606で示したように比較的僅かなガス空間605が
残される。 貯蔵容器12の内部または上に位置する構成部品には、
ガス/氷化物ポンプ1〕2、フィルタ包装体F、圧力制
御オリフィス622、氷化物生成熱交換器1−IX 1
および分解熱交換器HX 2を含む。 これらの部品の種々の特tfi’ J5 J、び動作特
性は、以下に説明する。 ガス/氷化物ポンプ]〕2と、それにイツ着する電気駆
動モータ608は、ドーム状カバー602の突部610
に装架される。ポンプl) 2は、プラノ、チックのポ
ンプ・カバー612によってポンプ軸に磁気結合された
モータ電懇子を持った「挿し込み」形描造のものである
から、モータ軸も、ポンプ軸も貯蔵容器12の外壁から
突出しない。ポンプP2は、インガソル・ランド社製の
外側歯車または平歯車形式であって、プラスチック歯車
およびハウジングとグラファイト・ブッシングを持って
いる。 ポンプP2は、円錐状ノズル614から直接に容器12
の頂部のガス空間605に排出ηる。ポンプP2の吸引
部分616は、容器12内に強固に装架された入口取付
体または結合体618に右後に挿入または結合する。導
管26を通って来る電池スタック18のガスと、貯蔵容
器16からの液体は、結合部618を経てポンプ1〕2
に供給される。冷却された液体(りfましくは水)tよ
、容器12の液体または水貯桁620から=1イル状の
仏・内・管の熱交換器1」xlを経て吸引される。 水貯槽620内の泥状、になった氷化物結晶体が熱交換
器t−I X I J5よびポンプP 2に引き込まれ
ないために、分離板形のフィルタ包装体トが使用される
。フィルタFは、二重壁内1に1状に作られ、水貯槽6
20内に浸漬される。フィルタFは、火入な環状のプラ
スチック枠に張った太い株へ1・寸法のpvcM4で構
成され、テフロンのフェルト布の筒体で被覆され、フィ
ルタFの円筒二重壁間の空間にいかなる氷化物結晶の1
受入することも有効に防止している。 水(よ、所要の液体流m率を晶′1容する寸法のAリフ
イス622を経てフィルタFの円筒二重壁間の空所から
熱交換器1−I X 1に入り、熱交換器)−I X 
i内の内圧力をポンプP2の(よぼ吸引圧力(それは好
ましくは約0.775K(+/C口12(約11ボンド
/1n2)である)に保持覆る。 熱交換器1」Xlは、添イ」図面の多くに示したように
、簡単な宣・内・管の組立体であって、それは好ましく
は、第17図に示りJ:うにコイル624を作るにうに
巻回された2木の同心的のチタニウム菅で構成される。 好ましくは、内側の管の外面に、コニオン・カーバイド
・=1−ポレイションが市販するハイフラックス被覆を
11着して、核沸騰を増進して熱伝達係数を24f’、
乃至10イ8に有効に増加づ−ることによつI冷媒81
 騰に要りる加熱を劇的に減少づ−ることかできる。こ
のような被覆を使用づることによって、熱交換器1」X
lを、そうでないとぎに可能であるよりも更に小体積に
することができる。 熱交換器1」Xlに使用される冷媒は、好ましくは、フ
レオン12であって、冷媒供給d3よび戻り管32およ
び34を経て提供され、これらの管は圧ノJ J′A畜
ブッシングににつて貯蔵容器12のドーム状端部600
を貝通して示されている。第2図と第17図に示される
ように、冷14ま、熱交1% Iil」Xlのコイル6
24の環状部分を通って流れ、また貯蔵液体は、]イル
624の内管を通って流れる。 貯蔵容器12の内部に装着された装置は、グ(il、し
くtよ、容器の弯曲した内面上に固定づる形状の自己着
座づる支持枠また1、は受台(図示Uザ)の」に装架さ
れる。このにうな支14枠(31、熱交換器1−I X
 1おJ、びl−I X 2 、封包フィルタF1圧力
制御オリフィス622およびポンプ入口結合部618を
一つの完全な組立体として内部に滑り込J、l!ること
ができるように、貯蔵容器12の外側で11立てること
を可能にづる。このJ:うにして、貯蔵容器12内部に
収容された装置【よ、2つの冷媒管32.34に対する
ブッシングおよび熱交換器HX2(第2図おJ:び第1
9図参照)に芋る管28.30のための2つのブッシン
グなどの、貯蔵容器12の装置の種々の取イ(1りによ
って、貯蔵容器12に対して同名されることかでさる。 かような支持枠ど、取(H〕点の装置Nを使用でること
によって、貯蔵容器12の内部で(よ組立作業は一つも
行なう必要はない。 第17図、第19図および第20図1に示された分解熱
交換器の種々の形状は、成る長さの管(好ましくは12
.7mmまたは15.9mm (1/2 inまたは5
/8in)外径のチタニウム笛)を所望の形状またはパ
タンに屈曲づることにJ、って形成される。次に詳細に
説明覆る理由のために、熱交換器HX2のために選択さ
れるコイル形状は、使用していないと8には、熱交換器
HX 2から電解液を析出づることができるJ:うにづ
べきである。第19図参照よひ第20図は、かような適
当な排液を確実に行なうように設計された熱交換器HX
2用の2種類の好ましいコイル・パタンを示している。 経験の示すところにJ:れば、例えば、第17図に示し
た熱交換器HX 2用のほぼ水平の=1イル・パタンで
は、熱交換器1(x2から電解液の完全な1)1出を効
果的に行なわないことが分った。 前に述べたJ:うに、貯蔵容器12自体は、好ましくは
FRP (ガラス繊維強化プラスチック)て・作られ、
それにPVC(ポリ塩化どニール)のライナが接着され
る。貯蔵容器12内の温度は、好ましくは、約10℃に
保持され、この温度は、電池装置の室内設置の場合の代
表的の周囲温1狂より低いので、全体装置のエネルギ効
率を改善りる1=めに貯蔵容器の外部表面の大部分を熱
絶縁体で包むことが好ましい。−IB−適例においては
、符号628で示したウレタン・フォーl\の3Bmm
(11/2 in)の層で容器12の外部のほぼ80%
を被覆し、更に、ウレタン・フオームのトをに、1傷か
ら保護するために薄い3.2IIvR(1/8 in)
のFRPを巻さつ【プて被覆ツることができる。 本発明の電池装置10においては、りfましい電解液は
、塩化亜鉛の2モル濃度(電池装置1oが完全に放電さ
れたとぎに測定)であって、塩化カリウムの約4モル濃
度と石化すトリウムの約1モル濃度との支持塩(すなわ
ち導電瓜改良の)を全体の電池装置の効率を増加するた
めに持っている。 電池装置10の正常動作中にd3いて、スタック容器1
4内の電解液温度は、りfましくは、約30℃と40℃
の間に維持された。熱交換器1−I X 2を通って連
続的に循環する液溜めからの電解液は、熱交換器I−I
 X 2 全通過する間ニ10′cL:1.1=冷7.
(+されないので、電wI液中の支持塩の析出は、その
とぎには正常には生じない。しかし、熱交換器1−I 
X 2が、貯蔵容器内に維持される内8Il温瓜付近ま
で熱交換器内の電′M液が冷7Jlす゛るばど長い時間
停止づるとぎには、支持JMの析出とその結果分解熱交
換器1−I X 2の閉塞が、もしこの熱交換器内に高
度に塩をりむ電解液が残留りることが許容されたならば
、以前の塩化並鉛電池装置において比較的少ない塩を含
む電解液が残留Jることをム′[容されたときのJ、う
に、一つの大きい問題となった。 かかる問題を除去Jるために、先行技術に示された塩化
亜鉛電池装置は、分解熱交換器HX 2は、電解液の流
れがその中を通ることを必要としない時間の1!iJ間
中に自己tJl液覆るように段目し直されていた。電池
装置に対して何らの相当な追加費用、複雑性または制御
装置(例えば制御弁おj、び/また(まポンプ)を付加
づることなくこれを行なうI、:めに、電池装置10は
、いまは、貯蔵リブシスツム16の熱交換器1」×2を
電池スタック18に関連する液溜め40よりも高く配f
fff シて、電解液が熱交換器トIX2を通って流れ
る必要のないときには電M液が熱交換器から液溜め40
へ戻って流れるようにm DIされている。このことは
、IfJしくは、第1図、第2図および第20図の最近
の電池装置設計に示り−ように貯蔵容器12をスタック
容器14の上方に完全に位置さUることにJ:つて達成
される。 第18図は、貯蔵部630を液溜め40内の電解液レベ
ルより上方に位置させた自己JJ14 M熱交換器概念
の略示図である。第18図を参照して分るJ、うに、電
解液ポンプP1は、スタック632に電解液を供給する
。亜鉛・塩化物電池ザイクルの放電状態のとぎには、ポ
ンプ[〕1はまた、電池ザイクルのすべての他の時間中
に正常にI′!fltlllされている分解11i1J
御弁V1を聞くことにJ:つて電解液を導管634を紅
て熱交換器11X2に供給する。熱交換器)−I X 
2によって貯蔵容器630内の液体にあたえられる熱の
率【よ、貯蔵容器内の塩素水化物の分解によってjn索
を発生する率を決定する。制御弁V1は、この熱移動率
を調節するために放電状態の間、断続的に開閉される。 電解液の流れが、制御弁v1によって阻止されたときに
は、熱交換器1−I X 2内の電解液は、導性636
を通って′a溜め40の中に刊出する。当業者に理解さ
れるように、もし、熱交換器1」x2が故溜め40J:
りも高位置にあって、十分な傾斜を持ち、かつその管系
が十分な内径があるならば、電解液は自然にそこから流
れるであろう。特に塩化リド鉛電池装置に使用される電
解溶液は、純粋の水に非常に近い密麿を持っているから
である。しかし、熱交換器HX2内に通常使用される比
較的小直径の管系に更に速い排液を促がづために、ポン
プP1の出口ど熱交換器1−I X 2の入口640と
の間に一つの通気装置638が付加されて、電解液が熱
交換器トI X 2から流出するどきにガスが電解液と
買換して熱交換器に入るようにする。ガスは、スタック
容器14のガス空間642からりfましくは第18図に
示すように引き込まれる。第18図に示りJ、うに基本
的に配置された分解制佇11弁v1を使用した電池装置
においては、通気孔638は、制御弁V1より下流に配
置されなければならない。 本発明の塩化亜鉛電池装置の’E適実施例にJ3りる通
気装置6381よ、導管634に設置ノられた1、6胴
< 1/16in)直径の孔であって、スタック容器1
4内のガス空間642に連結されている。 この通気孔638として更に大きい或は小さい刈払の孔
を使用することができること番よ当業古はl111解す
るであろう。例えば0 、8rtm (1732目1)
の孔を使用−することができる番プれども、166M(
1/16in)の孔は好ましいと思われる。何となれば
、電解液中に存在する可能性のある任意の小粒子またt
ま異物によって閉塞Jることが少ないと思われるからで
ある。、1 、6mm (1/16in)直径のような
小さい孔が、8 mm (5/ 16in)直径のよう
なかなり人きい孔より優れた利点は、その液体体積容量
が熱交換器を通る電M−液の流れに比較して微小である
ので、通気孔638を通って液溜め40に戻される電解
液流は、電池装置に対してJ!lt視し得るエネルギ損
失を承りということである。 それでも、かような小さい孔に対Jる通気孔638のガ
ス体積容量151、熱交換器HX2内の電解液が導電性
改良用の塩の鎮茗な析出を生じるまで十分に冷却づる以
前に、熱交換器1(x2から電解液を十分法やかにJJ
I出覆るに十分の大ぎさの容量である。 第18図、第19図おJこび第20図は、自己U1波形
の熱交換器HX 2 Gよ、好ましくは3つの部分で(
?4成されることを示している。Jなわち、入口部分6
40と、出口部分644ど、人口部分と出口部分との1
7ilにあるほぼ螺旋状の中心部分646出させる必要
のあるとぎ、熱交換器11x2の中〕し1部分にTi電
解液残留しないようにηるために人に1部分640から
出口部分644までtまぽ連続的に下方に傾斜づること
か好ましい。この傾斜の角度は、それが熱交換器HX2
内に電解液を残留さIJないため、および何らの顕著な
析出を41−じるばど冷却する以前に電解液を比較的悪
法にIJI出りることができるに十分である限りは変化
さUても差支えない。熱交換器1−I X 2の最適の
傾斜d3よび形状は、貯蔵容器12内にそれに対して(
qられる余拍ど、それに対して使用される管系のへJ法
おJ:び長さと、熱交換器と液溜めおにび電解液ポンプ
1)1との間の専管間結合の良さと、通気孔638川の
孔またはAリフイスの大きざとに依存している。 これらの設J1詳細のすべてにお【ノる変化番、1、本
発明の意図範囲にある。 通気装置638は、第18図に示したようにガス空間に
対して連続的にrjrlOづることに限らず、或は制御
弁の使用によって必要のとぎに開閉されるようにしても
よい、、導管6371 L−iG9ロノ+11 f:r
 z1孔は、通気のために制御弁対策を使用Jるようも
好ましいと思われる。何どなれば、このような通気孔は
、より安価であり、簡単であり、かつ動作が本来自動的
であるからである。 第18図に見られるように、分解制御弁V1と通気孔6
38との間の導?ff634内にいくらかの電解液が残
るかも知れない。導管634は、貯蔵容器12の外側に
あるから、比較的に高温の周囲温度に曝されているので
、その中のj蕩の析出は問題にはならない。 第18図に示した基本的の自己4)1液熱交換器装置の
他の利点は、熱交換器1−I X 2の急速排液を捉が
づことを助()るために熱交換器11x2を通って流れ
つつある電解液の自然所動h1を完全利用りることであ
る。 第1図および第2図は、通気孔638とその管系の好ま
しい実施例を示J−0詳川に(よ、分解制御弁V1およ
び通気孔638は、Aリフイス648として第2図に略
示されているJ:うに、貯蔵容器12J3よびスタック
容器14の両方の外部に配置される。導筒24 、26
 、2863よび30と、弁v1およびv2と、通気孔
638 J5よび第1図J5よび第2図に示した他の装
置を外部に配置づることは、故障発見、保守おにびこれ
らの部分の修理を容易にする。第19図おJ、び第20
図は、それぞれ自己排液、熱交換器1−I X 2に対
づる仝休装置とコイル・パタンの好ましい実施例を承り
。 第18図について上に説明した自己排液熱交換2:1−
I X 2装置の試験は、熱交換器HX 2内の塩析用
を防止し、またそれによる閉塞問題を防止Jるために非
常に効果的であることを示した。 第20図は、貯蔵4)′ブシステムの他の実施例を示し
、それは、電気的施設の負荷平均用途などの人5りの商
業施設用に設計されたものである。 第20図に示した電池装置の動作原理a3J:び組成技
術は、第1図の電池装置に対して示したものと基本的に
同一である。第20図にお()る貯蔵容器12の直立姿
勢は、スタック容器14の直径に適合するように貯蔵容
器の直径を減少したことと相俟って、商業上の負(Fi
平均用電池設備のような大型用途に使用される多重電池
装置用の著しく容積率のよい積み重ね配置を提V(りる
。一つのかにうな容積率のよいスタック配置(,1、単
位体積当りの相当に高い電池装置密瓜をイj利に提供し
、第21図に示されている。111加したエネルギ容L
dを得るために、第20図に示された各個の電池装置は
スタック容器14内の電池スタック18をI 83 c
m(72団璽第2図の電池スタック)こ示!iJ:うに
)から234cm(92in)に増加した。同様に、3
個の熱交換器1−I X 1 、l−I X 2、(I
j J:びl−I X 3イTどの他の部品(よ、増加
されたエネルギ容1iに適合覆る寸法に増加される。 以上説明した本発明の!lr iM実施例は、上述した
諸口的に満足りるようにj、く11画されている番〕れ
ども、本発明は添イ4した請求の範囲の固有範囲または
正当な意味から廁1れることなく修正、変化および変更
を行なうことができ−る。 〔発明の効果〕 本発明によれば、ガスが発生づる少なくとも1個の単電
池と、該単電池に連通状態にある電気化学装置において
、単電池から発生したガスを選択して利用することがで
き、電気化学装置を最適状態に保つことができる。
[J, released from the anode of a cell and stored in the form of chlorine hydrate. Chlorine hydrate, which contains chlorine in ice crystals, is a solid formed by the storage subsystem in a process similar to that of freezing water. In terms of general operation of the zinc chloride battery system, the electrolyte pump operates to circulate the zinc chloride electrolyte from the reservoir to each of the anodes or chlorine J electrodes in the electrode stack. The electrolyte is made of porous graphite, and the electrolyte is of the chlorine type (through the 6 pores,
It flows into the space between the pole and the opposing cathode or "zinc" electrode. The electrolyte then flows between the opposing electrodes or out of the cells in the electrode stack and returns to the electrolyte reservoir or sump. During charging of a zinc chloride battery device, metallic zinc adheres to the surface of the zinc electrode base, and chlorine gas (well, chlorine gas) is liberated or generated. J! The sludge is collected in the conduit 21 and mixed with the cooled liquid. , the brine gas is pulled from the electrode stack and the cold IJ+ liquid (7
A gas pump is typically used to mix the electrolyte (i.e., generally zinc chloride electrolyte or water). The frozen chlorine is deposited in the storage container until such time as the battery device is discharged. During discharge of a zinc chloride battery device, frozen chlorine is stored by circulating a warm liquid through a storage vessel. It is decomposed by changing the crystallinity to FW. The chlorine gas recovered in this way is returned to the main stack by the electrolyte circulation V-bu system and converted to 39 yuan at the chlorine electrode.Metal zinc is melted from the zinc electrode substrate and the battery Power is available at the terminals. Charging/discharging of zinc chloride batteries (During the course of a neucle, the concentration of the electrolyte changes as a result of the electrochemical reactions that occur at the electrodes of the cells in the electrode stack. Charging/discharging of zinc chloride batteries. From U11 to 8J, chloride ill in the electrolyte
: The 8) degree of 4i+ may typically be 2.0[l]. As the charging part of the recycling process, the electrolyte concentration [
, 1. Zinc ions and the like will gradually decrease as they are depleted from the electrolyte. Once the battery device is fully charged, the electrolyte concentration is typically 0.5
decreases to moles. Then, as the battery is discharged, the electrolyte concentration increases to the next level until the device is fully discharged.
It returns to the 2.0 molar concentration at the end when it is discharged for ζ'-min. A more detailed description of the cross-body operation of zinc chloride battery devices can be found in the following, similarly assigned special notes, U.S. Pat. No. 37,138 to Simmons.
No. 88 [Method of obtaining electrical energy using solid halogen hydrates]. Simmons, US Pat. No. 3,809,578, ``Methods for forming halogen hydrates in batteries''. Mr. Carr et al.
``Batteries with vented electrodes and their usage''. Mr. Kerr's US IF No. 4100332 ``Comb-shaped 24-cell element and its battery stack''. Those devices are also described in the following publications prepared by the assignee of the present invention: [Opening of Zinc Chloride Batteries for Useful Applications J, May 1980, Interim Report FM
-1/117゜[Development of Zinc Chloride Batteries for Useful Applications, April 1979, Interim Report EM-1051゜All, Elek 1, Ba D Al 1-City, California.
Link Power Relief Instrument: Prepared for L-1~. Specific references to the above cited documents are incorporated herein by reference. During operation of the zinc chloride battery device, it is not possible for some hydrogen to be generated from the zinc electrode substrate. The equilibrium potential of metallic zinc in a zinc chloride aqueous solution is J
1, the release of hydrogen gas from pure zinc metal is very low due to the high overvoltage present in hydrogen. ) However, this /lk output rate is due to the morphology of zinc4.
1y! However, the rate of hydrogen release that occurs at the salt electrode during charging of the battery device a is governed by several factors, including the presence of hydrogen in the H precipitate. Hydrogen emissions are typically very small compared to gas emissions.Due to the fact that aqueous emissions result in poor electrical efficiency, reducing the It is important that hydrogen gas in the battery stack be reduced by reacting with chlorine gas after its generation. Fussa Zinc Battery Equipment In iJ, a controlled chemical reaction of fluorine gas and hydrogen gas is achieved by applying 1' or 2(4) light beams with wavelengths of light radiation in the ultraviolet range. During the charging of the zinc chloride battery pack, the chlorine gas and hydrogen gas generated by the multiple cells are illuminated by an ultraviolet light source to form hydrogen chloride. During discharge of the device, chlorine gas and optionally hydrogen gas, which may be present in the gas space in the stack area above the plurality of cells, are also illuminated by this source of ultraviolet light. [Problems to be solved] In the prior art chloride 11 lead battery stack installation J1, the unit cells of the battery are housed in the receiving area, or the chlorine scum and hydrogen scum are discharged from the 111 battery. However, according to the present invention, the cell CJ1 of the battery is arranged substantially within the cell compartment. , this compartment includes a mouth section for controlling both the inflow and outflow of electrolyte into the cell compartment and the venting of gases from the cell compartment. In other words, it is possible to capture the gas that forms in the gas space above the cell in the cell compartment in the fixed state.
It is. After the battery device is charged, hydrogen gas continues to be generated at the zinc electrode in the cell compartment in the waiting area. It can be stored in the battery compartment. And the battery device δ
When the discharge begins, the stored hydrogen gas in the cell compartment is discharged from the compartment and becomes a source of ultraviolet light at a certain rate as the chlorine gas exceeds the desired level. 1M is falling. Accordingly, it is a primary object of the present invention to provide an improved electrochemical device cell stack design that is capable of selective IJI extraction of gas from a plurality of cells. To provide an improved battery stack arrangement H1 capable of automatically discharging gas from a single cell at a predetermined time without relying on any electrical control. This is a more specific object of the present invention. It is another object of the present invention to provide an improved cell design for a zinc chloride battery device in which hydrogen gas is emitted from the cell during charging and standby conditions. , the present invention provides a reservoir device defining a substantially closed compartment containing a cell of a battery and at least a portion of an electrolyte for a Xali pond device; An improved battery stack HH1 is provided that features a compartment device and associated devices for selectively IJI venting gas from within the compartment device in response to levels. It includes a relief valve having a flow 1 to 811 actuated in response to the electrolyte level. , the relief valve is opened once the electrolyte level is below this predetermined level.Additional advantages of the present invention include the following. It will become clearer after reading the detailed description of the preferred embodiments thereof with reference to the drawings. A side view and a front view of a zinc chloride battery device 10 according to an embodiment of the invention are shown.The main components of this battery device 10 are as follows:
Two phase Ti bonded cylindrical containers 12d3 and 14
The situation is best illustrated by the schematic diagram in FIG. A sub-container or case 12 is used to house a chlorine hydrate storage system, generally designated by the reference numeral 16. The lower container J or case 14 is a battery stack 18
and an electrolyte circulation sleeve system indicated by the reference numeral 20. The cylindrical containers 12 and 14 are located on the battery shelves 41'4 and 22.
Supported by Container 12 a3J: and 14 is b
Preferably, they are manufactured from fiberglass-reinforced plastic deck (FRP) and have an inner surface that is chemically resistant or inert to the electrolytes and other chemicals within these containers. 1 internal polyvinyl resin [1 side (+) V C) liner is bonded. Vessels 12J3 and 14 are connected by four-way fluid exchange tubing or guides 24, 26, 28 and 30, and the direction of fluid flow through these pipes is indicated by appropriate arrows. . Furthermore, the battery device 10
1, four refrigerant pipe systems or conduits 32, 3, 4, 36, and 38 are installed. Refrigerant piping systems 32 and 34 are used to supply refrigerant to storage subsystem 16 during battery charging to reduce the temperature within vessel 12 to a suitable level to form chlorine hydrate. Ru. Refrigerant piping systems 36 and 38 G; l, for supplying refrigerant to the IJ electrolyte reservoir 40 in the sump of the decomposition circulation subsystem 20 to control the temperature of the zinc chloride electrolyte; used. Next, the electrolyte circulation system 20 will be explained with reference to FIG. 2 J3 and FIG. 3. Electrolyte circulation→knob system 20 includes an egg-shaped electrolyte pump P1, which pump [
It is mounted on the front end plate 42 of the lower container 14 below the 'Jfi decomposition level in the liquid reservoir 40. Electrolyte pump P1 is driven by an electric motor 44 that is magnetically coupled to the pump. Electrolyte pump P1 is preferably of the rectangular, centrifugal type manufactured by Ingersoll Rand. Electrolyte pump P1 draws lightning YfVa from a reservoir 40 through a titanium protective screen filter 46 and axially pumps the electrolyte through a slip fitting 58 into a unique center-fed electrolyte distribution manifold 50. 111 is out. This manifold 50 is used to distribute electrolyte to each of the cells in a pair of submodules 52, 54 to the right of the cell stack 18. The manifold 50 not only distributes the electrolyte evenly to each of the cells within the submodules 52 and 54, but also controls and suppresses the flow of parasitic currents within the electrolyte circulation subsystem.
It works like a sea urchin. Anomalous current is a current that flows in a conductive path created by the electrolyte and the workpiece. A remarkable improvement in the suppression of the 1-current was surprisingly achieved in combination with the direct current, which will be explained in more detail below.With reference to FIG. 5 is a schematic diagram of one embodiment of the subsystem 20, specifically illustrating the flow of electrolyte through the manifold 50. Referring also to FIG. 6 and 7 illustrate two views of a manifold 50, which includes a pair of concentric tubes, an inner tube 58 and an outer tube 60.
and a central portion 56 having a central portion 56. The inner tube No. 58 is in communication with the electrolyte pump P1 at its first end 62, and the wire mesh electrolyte filter 66 on the line is connected to the open IC opposite end 64G. The filter 66 includes a porous protective envelope 68 terminating in a cap or plug 70 at its distal end.The electrolyte is routed through the inner tube 58 and through the filter 66 to the outer tube 60. Mt enters into the vertical side pipe 60, 9ν
1: Part 2 I knob 72 is glued together, and this end key A7 knob guides the fluid through the inner end 4 = around the V knob 70 and into the special pipe 76. The machine conduit 76 (J3 and 1) is stopped at the end plate 78, including /υ,
A pair of handles for branching the electrolyte fluid oil 11 into two.
Includes holidays 80 and 82. In the same manner, the outer tube 60 further includes a pair of fittings 84 and 86 at the end close to the electrolyte pump 1]1 in the other two-branch fluid passage G"Ij l]Z)1 knee. In this way, the electrolyte contains
Through filter 66 and pumped into outer tube 60, half of the fluid passes through tube 76 to electrolyte pump P1.
while the other half is routed through the outer tube 60 as a whole towards the electrolyte pump P1. Mounting body 80.82 and handle 84°86
In the left half of the two submodules 52 and 54, the flow of electrolyte is divided into four distribution passages.
Lightning F17'a is separately supplied to both the left hand and the right hand. With particular reference to Figure 4, intersecting inlet distribution pipes! Describe the device. Figure 4 shows J, sea urchin, example GlK, distribution pipe 8
8 is connected to the fl body 82 and feeds the left half 90 of the ribmodycol 54, which is substantially further from the fl body 82 than the 4i 4' portion 92. Similarly, the handle 86 is connected to the right hand portion 92 of the one-knob module 54 via a distribution pipe 94. Accordingly, the electrical circuit path between the left and right passages of the submodule 54 becomes quite long, providing significant resistance to parasitic current flow. For example, the Rj live current flow between the cell supply tubes 96J3 and 98 requires the tube 88, the handle body 82, the tube 76, the outer tube 60, the handle body 8G and It must pass through tube 94. The length of this short circuit (so long that its electrical 11 (although high resistance), the fluid circuit described above, including the crossed inlet distribution pipes 88 and 94, is non-conductive to the electrolyte pump 1] Therefore, the electrolyte pump I) 1 can be of relatively low horsepower, thereby improving the overall efficiency of this battery arrangement. The embodiment of FIG.
This is to increase the electrical resistance to the flow of parasitic currents, as described above with respect to No. 4. As can be seen with reference to FIG.
0 and 92 intersect outlet tubes 100 and 102, respectively, in a manner similar to the cross-coupled central feed inlet section. At the exit portion of the electrolyte circulation system 20, an IR-shaped tenyo 104 can be used as shown in FIGS. 3 and 5. 11 of this selection] In the case of J5, each individual cell has an exit hole 106.
The electrolyte then passes through the discharge 108 and exits the IJI on the step-like surface of Ki 104 through the discharge 108. Flowing over the canopy 104 and spreading outward from the drain/j into the sump 40, it improves the absorption of gaseous chlorine by the electrolyte in the discharge quill.The manifold 50 and inlet cross-distribution system. The crossing collection pipe arrangement at the outlet is referred to as the center feeding principle or arrangement. This can be explained in detail with reference to the actual state of electrolyte distribution in the conventional technique 1.3. In the conventional technology J Fussa zinc battery device, the electrolyte is connected in series. A continuous wood manifold or distributor is typically fed to each cell in a module, typically through a common header. The header has a relatively low electrolyte resistance from one end to the other.This end supply arrangement will generate relatively large parasitic currents in short circuits between virtually any cells in the submodule. In contrast, the electrolyte distribution system shown in FIG. (For example, pipes 60 and 76 in manifold 50
or by pumping (or suctioning) each half flow through population distribution pipes 88J5 and 94), a single 1-knob module consisting of a number of cells connected in white rows (
For example, the electrolyte is supplied to the sub module 54, etc.). Compared to the large current that exists between the common electrolyte-supplied halves of the 1-knob module, the 4th All of the short circuits shown in the figure that exist between the separately supplied Ffl fluid halves of the submodule have been dramatically reduced. Therefore, 1. In short, this central supply arrangement is:
It can be said that any of the following 61 electrolyte distribution steps are also included. In that 61 car, the flow of electrolyte flowing into a single bumodicol consisting of a number of cells connected in series was divided into equal parts (two or more), and then In order to distribute (or collect) a generally small electrical resistance b'L through two separate electrically insulated headers, each header has multiple supplying electrolyte to 111 cells connected in series or collecting electrolyte from single cells);
Parasitic currents generated in the cell-to-cell circuit between the separately supplied electrolyte portions of a one-knob module are significantly reduced compared to an end-fed electrolyte distribution arrangement. The electrical fluid circulation (knob system 20) of the battery assembly disclosed herein incorporates the central supply principle described above and utilizes a central supply arrangement to advantageously reduce parasitic currents. The effectiveness of the above center-fed electrolyte distribution arrangement is illustrated by reference to Figure 8. 2 is a diagrammatic representation showing the value of a typical short circuit or parasitic current shown along the vertical axis as a function of the cell number shown. For illustrative purposes, three cells electrically connected in series are shown. 0
Although it shows a battery with a li battery,
The same advantageous result can be obtained even with a battery having an i:1 number of cells electrically connected in series! I
! should be understood. As mentioned above, all of the cells making up the battery are supplied with electrolyte by a single electrolyte pump via common supply and return piping -C
There is. This common electrolyte distribution 73 is an electrically conductive path through which current flows when voltage is present at the battery terminals and the electrolyte circulation subsystem 20 containing the battery stack is filled with electrolyte. We provide. This short-circuit current reduces the effective current flowing through the cell during charging 111''I, and causes self-discharge of those cells within the cell during discharge at various discharge rates.Generally , this results in rapid depletion of the electrodes of the single cells in the center of the battery stack, and a measurable difference in the electrical charge of the number of single cells in the battery stack.
can occur. Once the resistivity of the electrolyte and the dimensions of each part of the electrolyte circulation rib system 20 are known, the effective electrical resistance of the various parts can be determined. Therefore, an equivalent electrical circuit model can be constructed if desired. For example, U.S. Patent No. 1 of Chii et al., February 1, 1983 entitled ``Yoshii: Method for Reducing the Effects of Electric Current''!
No. 371825 Akigawa i! ), so it is quoted here for reference. FIG. 8 is a graph comparing the values of odd currents during charging based on such an electric circuit model. Figure 8 song PI! 112 is a Nokoden Il! with a prior art end-fed electrolyte distribution manifold. ! Device Niri J-! J
Curve 114 (114) shows an odd current component (b) of a battery assembly according to the present invention having a center-fed electrolyte distribution manifold.
The parasitic current distribution for ′j is shown. Note that not only is the total parasitic current for curve 112, IN, greater than the total parasitic current for curve 114, curve FA114 is also less parasitic when a center supply manifold is used. It shows that the current components b are significantly more even. This advantage of a center feed manifold is a positive one. Above all, it is desirable to minimize the flow of parasitic currents throughout the battery stack in order to achieve approximately equal electrical efficiency for each of the cells in the battery stack. Equivalent portion of the strange current
This is because it is desirable to obtain Turning to FIG. 9, an exploded view of a zinc chloride battery electrode assembly 200 is shown, which forms the basic building block of the battery stack 18. The electrode assembly 200 generally includes a pair of porous graphite anodes or chlorine electrodes 202 and 204 and a dense graphite 112 electrode or zinc type (20
6 and plastic frame members 208 J5 and 210. Anode electrodes 202 J5 and 204 are adapted to slide within fR212 and 214, respectively, in frame member 208, and the frame member connects these two electrodes to one of its side edges and one section above and below it. Support along the frame member 20
8 acts to align the anodic electrodes 202 and 204 in parallel, forming an internal space between these electrodes. The frame member 208 also connects the frame member 210 to the positive 41A electrode 20.
2. It is formed to be supported by inserting 1Φ between J3 and 204. Frame member 210 includes a plusbook supply 216 for transporting electrolyte from one cell manifold to the interior space between anode electrodes 202 and 204. Frame member 208
Also, a groove 218 is formed, and this vortex is connected to the cathode electrode 206.
The side edge of the cathode electrode 206 is inserted into the anode type 14
i 202 so that they are aligned parallel to each other. Therefore, while aligning and separating frame member 208 G; J, anode electrodes 202, J: and 204 from each other, also
06 to the anode type (202), then separate it!
It will be understood that the azuru J will act on the sea urchin. r
The gap between the bipolar electrode 206 and the anodic electrode 202 is described as the air gap between the electrodes, which typically ranges from about 1 mm (40 mils) to about 6 meters (250 mils);
Preferably it is about 3.3 mm (129 mils). This frame member 208 also includes the anode electrodes 202 and 20.
To modify the electrochemical activity along the edges of the anodic electrodes 202 and 204 111+
11111 acts on the sea urchin. Generally speaking, full 2
12.214 and 218 are formed such that the apparent surface area of the anodic electrode is small compared to the apparent surface area of the cathodic electrode. A more detailed explanation of the edge ell shielding effect is found in similarly assigned U.S. Pat. No. 4, Carr et al.
No. 241150 1 - Method for controlling edge effects in oxidizer electrodes. The frame member 208 has one opening 220 in the IA portion of the frame member to drain out undissolved chloride scum that would otherwise remain in the internal space between the anode electrodes 202 and 204. It should also be noted that Additionally, frame member 208 is formed with a pair of opposing vertically extending spacing ribs 222 and 224. The ribs 222 and 224 are connected to the anode electrode 202 J5.
The tendency of Jζ and 204 to curve outward is suppressed to maintain the required interelectrode gap between the anode and cathode. It is important that the gap between the electrodes is perfect.3.
When the air gap increases to about 3 mm (129 mils), the current density for the battery device becomes Jl'111+1-! I
Because it is possible. Also, since such an increased void space accommodates an increase in the zinc loading m on the cathode electrode, this therefore leads to a reduction in the number of electrodes required to store an equivalent 1d of electrical energy. J means that substantial cost savings can be achieved. Electrolyte 4JI supply tube 216 of electrode assembly 200 is connected to a socket formed in upwardly extending protruding portion 226 of frame member 210. The lower end of the supply tube 216 is also held between a clip portion 228 extending above the frame illumination 210 and a support groove portion 230. It should also be noted that is frame member 2
The lower end of the supporting portion 230 of No. 10 is formed in a shape that fits into the lower end of the portion 232 that isolates the anode inside the frame member 208. This contour shape, which is located at the lower end, is similar to the 44' section 1 of the frame member 210 (approximately horizontally extending flange section 234) that falls on the IΩ section.
4210 is fixed to the frame [208]. Regarding the materials used to construct electrode assembly 200, anodic electrodes 202 J3 and 204 are made of Corni A
PG-60 or TS-1697 Graphite from Carbon Carbide Corporation electrode 206
This electrode has an ECL rating of 1 to 1 or △1 for union carbide.
R or other grades such as ATJ (preferably 14). Regarding frame members 208 and 210?3'216,
These components (as well as other positive components described below) are chemically resistant to catalytic electrolytes and other chemicals (resistant or inert to any suitable electrically conductive material). Frame members 208 d3 and 210 may be made of General Tire & Rubber Corporation's Voltaron™ polyvinyl chloride or tYBF Gudridge.・Preferably composed of ZEON (trademark) polyvinyl 11-ride manufactured by Zeon Corporation;
16 (Well, DuPont's Teflon <quotient 4 votes) (Bolide 1~
Preferably made with rough J and A mouth・”-jiren)
However, other suitable plus deck monthly rates, such as Benwald Kayna™ (polyvinylidene fluoride) or previously reported T+1 [approved 1 979 s
tAy'+ (described in Section 4 of ``Development of Zinc Chloride Batteries for Utilization Applications'' in April, IJ et al. as appropriate) may be used. Referring to Figure 10,...J Fussa! lI! An exploded view of one "disassembled" one-knob module 236 for use in a fil battery stack is shown. This rib shiji
- The rule 236 generally includes an IL lead terminal type body 238, a chlorine terminal comb type body 240, and a 1 fl
+, 1j, and more bipolar intermediate comb assemblies 242
1. The knob module 236 is shown as having only one intermediate comb assembly 242; however, the knob module 236 is enlarged with () to provide more intermediate comb assemblies. That is understood. As shown in FIG. 10, the submodule 236 includes two "unit" cells electrically connected in series. Each of these cells has a number of single cells (ie, one positive electrode and an opposing negative electrode) electrically connected in parallel. This intermediate comb assembly 242 is best shown in FIG. 11 and has two combs. A conductive busbar member 244 with opposing surfaces (consisting of dense graphite)
and a plus deck frame 246 that is positioned almost surrounding the edge of this busbar member and creates an electric seal between adjacent cells.
The frame 246 is preferably f'fJFA.
1) Formed by injection molding VC around the edges of the part 244. A pair of opposing longitudinally extending Ws 247 are connected to this P
It can be used to provide a mechanical bond between the vC enclosure and the edges of the busbar member 244. A plurality of anode electrode assemblies 248 are fixed to the spaced vertical fii 249 on one external surface of the bus bar member 244 by IE L fitting or interference fitting. A plurality of cathode electrodes 250 are secured to other surfaces of the busbar member in a similar manner. Each of the anode electrodes 4111 and 248 are constructed according to the electrode assembly 200 of FIG.
; and 204, plus deck frame member 208 J> J
, and 210. A cell electrolyte distribution manifold 252 is ultrasonically welded or otherwise secured to the ICi portion of the frame 24G so that electrolyte is transported to the supply tube 216. Specifically, a protrusion 226 extending from portion 1i'1 of frame member 210 is inserted into a hole in weapon 254 of manifold 252. These protrusions 226 are then welded to the bottom 11+1254 of the manifold 252 by thermocompression to create a leak-tight bond. In order for each cell to be sealed separately, the 10th
A plastic backing plate 256, shown in the figures, is welded or otherwise secured to the busbar frame 246 in a fluid-tight connection. The return path for the electrolyte supplied to each cell is
It is provided with a collection cup 258 and a discharge serpentine plate 260 which channel the current flow from the cell and direct this electrolyte to a storage tank or sump. As in the case of other plastic frame members or parts, the collection cup 2
58 and the output serpentine vortex plate 260 are welded or otherwise secured (such as solvent bonding) to the receiving plate 256 in a fluid sealed bond. As illustrated in FIG. Cell distribution manifold 25
2 also has a top cover 262, which is secured to the weapon 254 by welding or solvent bonding. The important features of this manifold 252 are the weapon 254 and the top cover 26.
2 and a plastic perforated screen 264 extending along the entire length of the manifold. The pores of this screen 264 are selected to be suitably smaller than the pores of the protrusion 226 of the frame 1J 210 so that any particles that may interfere with the flow of fluid through the electrolyte supply tube 216 Moko's screen 264
will be compensated by. School ■-ゝnori-kai, I
It is composed of HI+7-I+, and [-I h7+l quotient], and is preferably curved into a substantially U-shape. The manifold 252 also includes suitable apertures 265 to vent gas that would otherwise accumulate within the manifold.
(as shown in FIG. 12) can be established (). Providing this opening 265 near the outer edge of the unit cell also allows a sufficient electrolyte flow to occur near the outermost electrode of the unit cell. In FIG. 10, the aforementioned plastic parts 252-264 are shown in an assembled condition as shown in the chlorine terminal comb assembly 240. This j-fukumoto terminal comb-shaped assembly 240
is similar in syntax to intermediate comb assembly 242 except for the following: "J straw, chlorine terminal comb assembly is connected to bus 2.
44 does not have a plurality of cathode electrodes 250 along one surface thereof. However, the chlorine terminal comb assembly 240 is connected to the busbar 244 to facilitate external electrical connections to the submodule 236.
Connect multiple electrical terminals mounted on the right. These electrical terminals are indicated generally by reference numeral 266 and are illustrated with respect to zinc terminal comb assembly 238. The zinc terminal comb assembly 238 has only one bus bar, the edges and outer surface of which are enclosed within a plastic frame, and a plurality of cathode electrodes affixed to the inner surface of the bus bar. In the assembled configuration, the anode electrode assembly 248 of the intermediate comb assembly 242 is connected to the cathode electrode 250 of the zinc terminal comb assembly 238.
and every other shade 41 of the intermediate comb assembly 242.
J) Electrode 2501,'') 21 elementary terminal comb-shaped phase solid 240
The anode electrode horizontal bar 248 and one d3 are inserted. Therefore, the anode electrode body 248 of the intermediate comb assembly 242, the negative electrode body 250 of the lead terminal comb assembly 238, etc.
forms one cell. Additionally, the cathode electrode 250 of the intermediate comb assembly 242 and the anode electrode assembly 248 of the chlorine terminal comb M1 solid body 240 form another cell of the submodule 236. Referring to FIG. 12, there is shown an "assembled" sub-7 joule cutaway perspective view of the battery stack 18 of FIGS. 2 and 3. This sub module 54 (1
4 is similar to Figure 10 in several respects.
Similar to 36. The main phase of these two sub-modules is that the rib module 236 has section II:i generally open to allow chlorine gas (as well as any other gases) to escape from the cell. However, the submodule 54 is generally closed at its top t to control fluid flow from the cells. The ribmodicols 54 are electrically connected in one row /J2
/Ifl! There is a cell C consisting of a cell J. These li
The cell is shown generally as f[3001,:J:. Referring further to FIGS. 13-16, several views of a zinc-terminated cell 300 for the SF module 54 are shown, particularly illustrating its Plus Snack II'' section 310. The In section is welded or otherwise sealed to the receiving box section 311 with three side bends to form a substantially closed section for the cell.
The partial section 310 has an electrolyte supply opening 312 to the right, which is connected to the electrolyte distribution pipe 88 via the supply pipe 313 of the Ill battery. A similar electrolyte connection can be seen in FIG.
0 of the cell 316 of the submodule 52 connected to the electrolyte distribution pipe 318.
314 is shown. The top d1 section 310 of the cell 300 also has an outlet opening 32
2, which is connected to the stepped canopy 32 via the exit pipe 326.
4. As best seen with respect to FIG. 14, the top section further includes a generally horizontally extending In wall 328 that is formed with a downwardly extending serpentine partition section 330. 330 is used in combination with the IJI outlet manifold 332 of the serpentine j14, and the bottom cover plate 334 which is firmly fixed to it.
As best seen in FIG. 6, chlorine gas and electrolyte solution can be flowed out of the cell 300. The top section 310 of the cell 300 further includes a 111 cell electrolyte supply manifold 338, which is generally comprised of a top cover 340 and a weapon 342 secured to each in a fluid-tight relationship. . The top section 340 extends from the upper cylindrical section 344 and from the top wall 328 of the top section 310.
The supply opening 312 is fitted into the cylindrical portion 344 with a 1:q movement. The top cover is formed with elongated downwardly extending partition portions 346 and 348. and these partitions are located at the bottom In+ 3
42 to direct a flow of electrolyte through manifold 338. A screen 350 is interposed between the top cover 340 and the weapon 342 to filter the flow of electrolyte to the cell 300. The weapon 342 has a plurality of holes 35.
2 is formed, and the protrusion 2 of the electrode meter 208 is passed through this hole.
26 extends and connects to the weapon), allowing the flow of electrolyte to flow into the chlorine type 4fj#, or into the 811 space between the β1 electrodes 202 and 204. Referring to FIG. 3, FIG. 4 J5, and FIGS. 9 to 16 at 51, it can be seen that all four of the four chlorine-type pairs included in the electric current solid body 200 of the battery device 1o are a3: The uniformity of electrolyte distribution is well explained. As shown in the figures mentioned above, the electrolyte circulation rib system 20 of the battery Vx ra 10 includes numerous large and small manifolds, serpentine tubes J3
and various branches of the judiciary, and their liberties are:
Compared to the relatively high fluid resistance provided by each supply pipe 216 (see FIG. 9) in the cell stack 18 - C1 the rather low fluid resistance for the amount of electrolyte designed to flow through those distribution pipes. The judiciary is designed to accept resistance. Thanks to this arrangement 81, approximately equal water pressure is maintained in all the cell manifolds 252 (see FIG. 11) and all the meandering groove illumination manifolds of each shib module (see FIG. 12, J3J, and FIG. 14). exists. Even though the one-knob modules 52 and 54 are not equal, there are approximately equal volumes. Therefore, the differential electrolyte pressures through each supply tube 216 are substantially the same. , and because all supply tubes 216 in the cell stack have the same length and inner diameter, all electrode assemblies 200 in each tube experience substantially the same flow rate. Similarly, the flow rate of the four-sided Mayu and distribution in the ff2 solution shield ring rib system 20 is relatively low compared to the flow rates they experience. Since (i-?J), the required water pressure difference L through the supply tube 216, and therefore the flow fit rate of electrolyte to the electrode assembly 200 to which that supply tube supplies electrolyte, is 7. during charging and T1 during discharging. With particular reference now to FIG. 15, cell 300 is shown including gas relief valve 354; The gas relief valve 354 is secured in a fluid 1.1 tight relationship to the top wall 328 of the cell.The gas relief valve 354 responds to the electrolyte level within the cell 300 to In particular, this escape valve 354 is used to selectively release gas from the single cell when the battery device 10 is in the pre-charging state.
It is advantageously used to release any hydrogen gas that may be present. The relief valve 354 is composed of a conical housing 356 having a hollow interior 357 in the shape of a circular ring 4, and a floating member 358 with a force. The housing 356 is formed with an opening 360 at its top for venting gas, and a pair of tongue members 362 at its bottom.
33 J, and 364 (best seen in Figure 16) are formed to attach these tongue members to the top wall 328. The floating member 3581 has a conforming shape to the inner surface 366 of the ring 356 so that the floating member resists the pressure exerted on it by the electrolyte. When moved upwardly into the airtight suspension, it will stop the flow of fluid from the single reservoir compartment. The floating member 358 is also formed with an upwardly extending rod portion 368 that guides the upward movement of the floating member into a sealed rest position with the housing 356. Since the float member 358 preferably has a hollow interior, the bottom plate 370 is joined to the interior portion of the float member to contain the trapped air therein. Also, single 'a
The top wall 328 of the pond section has an opening 372 for communicating fluid to the relief valve 354.
This opening is also made to be appropriately small to prevent the floating member from falling into the electrolyte level/J (to prevent the floating member from falling into the electrolytic solution level/J (to the left). However, this opening 372 does not have a suitable shape to allow ventilation when the member rests on the I0 wall 328. ) must be. During charging or discharging of the battery device, when the electrolyte is circulating through the battery device 4, the discharge manifold 332 for each 300 of the 11 cells is filled with electrolyte. The floating member 358 would then be moved upwardly to the Itil D 360 position. And when the i'i battery device is switched to a state-of-the-art state, even if J3 is at the end of charging or discharging (91, electrolyte, 1 balance P1 is stopped, the circulation of electrolyte is stopped. With the stop lever, 87> is reached.This causes 4Jl output manifold 332 σ)
The 't'+i solution level will drop -C-[J to the point where the opening 360 is reopened due to the downward movement of the floating member 358. When opening 360 reopens,
Both the gas present in the JJI outlet manifold 332 and the gas present in the gas space between the plate 334 and the seed part of the electrode frame member 208 are discharged from the 111 battery compartment via the escape valve i'354. will be done. This automatic 111
The zinc chloride device is particularly important when the battery device 10 is placed in a particularly low state after it has been charged, and it is important that the zinc This is because any hydrogen gas generated at the Ti electrode or cathode electrode 206 can be exhausted from the cell compartment. The relief valve 354 can also be configured such that, by appropriately selecting the method and density of the floating member 358, the buoyant floating member 358 is moved to the housing by capillary attraction or surface tension of the electrolyte after electrolyte circulation is completed. 356 and seal.”
Care should be taken not to leave it raised in the L engagement. Turning now to FIGS. 3 and 5, these figures also show that the valve modules 52 and 5 are located within the lower container 14.
4 is supported by: Plus deck pedestal 4 used for
00 is shown as an example. After the submodules 52 and 54 are fully assembled with the various electromagnetic fluid distribution and collection members coupled thereto, the pedestal 400 is inserted into the container 14 along the longitudinal rail 402. . Figure 3 also shows ribmodicol 52 d3 J, and 54
To illustrate the electrical connections made to the A set of four power terminals 404 are provided, one power terminal coupled to each end of one knob module 52 and 54. Each of these power terminals is a titanium coated copper bar 4.06 that is IM welded to a titanium cross bar 408. Butanium cross bars 408 are attached to a plurality of terminal posts 410 installed at each end of submodules 52 and 54.
) - once secured to modules 52 and 54;
Preferably, it is placed within a plastic (liquid injection resin) envelope that extends outside the container 14. The free ends of these power terminals 404 can then be connected to a suitable DC power source for charging the battery device 10 or to a suitable load for discharging the battery device. FIG. 3 also illustrates a single glass tube 412 that is used to house a suitable ultraviolet light source, shown in phantom at 414. A glass tube 412 extends outside the container to facilitate UV light exchange. The ultraviolet light source is adapted to react any hydrogen gas present in the gas space within the container 14 with the chlorine gas to form hydrogen chloride. Referring again to FIG. 2, storage subsystem 1 of container 12
6 and the battery stack 18 and electrolyte circulation subsystem 20 of the vessel 14 will be briefly 32 explained. While the battery device 1o is in the charging state,
The battery stack 18 will provide a continuous supply of chlorine gas. This chlorine gas is drawn from vessel 14 into 'fJ vessel 12 via conduit 26 by gas/ice pump P2. Pump P2 then mixes the JM fk gas with the cold IJI liquid in vessel 12 to form chlorine hydrate. If the battery is in a discharging state, -i? \/ 11:l Ijil 111h TiT
1 (Ij receiving Jj, A convex 9.) c, so that the warm electrolyte of c, is pumped through the ice decomposition heat exchanger 1-I
Ru. In this, J, C1 hydrate is gradually decomposed, and Jg
Continuous supply of cable gas begins m1. When valve v2 is open, the chlorine gas released into vessel 12 is directed to
It is returned to the container 14 via τ24. And this JM
The hydrogen gas supply is injected into the electrolyte circulation subsystem 2o where the gas dissolves into the electrolyte that is being distributed to the cell stack 18. At the end of discharge, in J3, all of the chlorine hydrate is decomposed and the j]A water gas is returned to the battery stack 18, where 8! I will be expended. FIG. 17 shows the equipment arrangement within the storage system 16 shown in FIG. 1 and FIG. 2.
It is a fEl perspective view. The storage section 16 is housed in a short cylindrical case or container 12, and is mounted on the top of the battery stack container 14 as shown in FIG. The container 12 has an integral domed end 6
00, and the other end is closed with a dome-shaped cover 602, which is bolted to a flange 604. In operation, container 12 is almost entirely filled with liquid (preferably water), leaving a relatively small gas space 605, as indicated by liquid level line 606 in FIG. Components located within or on the storage vessel 12 include:
Gas/ice pump 1] 2, filter package F, pressure control orifice 622, ice generation heat exchanger 1-IX 1
and decomposition heat exchanger HX 2. Various features and operating characteristics of these components are discussed below. The gas/ice pump] 2 and the electric drive motor 608 attached thereto are mounted on a protrusion 610 of the dome-shaped cover 602.
will be mounted on. Pump l) 2 is of a "plug-in" design with the motor wire magnetically coupled to the pump shaft by a Plano-Chick pump cover 612, so that both the motor shaft and the pump shaft are stored. It does not protrude from the outer wall of the container 12. Pump P2 is an Ingersoll Rand external gear or spur gear type with plastic gears and housing and graphite bushings. Pump P2 directly pumps container 12 from conical nozzle 614.
is discharged into the gas space 605 at the top of the . The suction portion 616 of pump P2 is inserted or coupled to the rear right into an inlet fitting or coupling 618 that is rigidly mounted within the container 12. The gas of the battery stack 18 coming through the conduit 26 and the liquid from the storage container 16 pass through the connection 618 to the pump 1]2.
supplied to The cooled liquid (preferably water) is drawn from the liquid or water reservoir 620 of the container 12 through a tube-shaped heat exchanger 1''xl. In order to prevent the muddy ice crystals in the water storage tank 620 from being drawn into the heat exchanger t-IXI J5 and the pump P2, a filter package in the form of a separator plate is used. The filter F is made in one shape in the double wall 1 and is connected to the water storage tank 6.
20. Filter F is constructed of PVC M4 with a diameter of 1 mm stretched over a hardened annular plastic frame and covered with a Teflon felt cloth cylinder to prevent any ice from forming in the space between the double walls of the cylinder of Filter F. Chemical crystal 1
It also effectively prevents acceptance. Water (enters the heat exchanger 1-I x 1 from the space between the cylindrical double walls of the filter F through the A refill 622, which has a size that accommodates the required liquid flow rate, and enters the heat exchanger) -IX
Heat exchanger 1' As shown in many of the drawings, it is preferable to assemble a simple inner tube assembly, which is preferably shown in FIG. Preferably, the outer surface of the inner tube is coated with a high-flux coating, commercially available from Conion Carbide = 1-Poration, to enhance nucleate boiling and increase the heat transfer coefficient. 24f',
I refrigerant 81 by effectively increasing from 10 to 8
The heating required for boiling can be dramatically reduced. By using such a coating, the heat exchanger 1''
l can be made even smaller in volume than would otherwise be possible. The refrigerant used in the heat exchanger 1'Xl is preferably Freon 12 and is provided via refrigerant supply d3 and return pipes 32 and 34, which are connected to the pressure nozzle J'A bushings. Domed end 600 of storage container 12
is shown through the shell. As shown in Fig. 2 and Fig. 17, a coil 6 of cold 14mm, heat exchanger 1%
24 , and the storage liquid flows through the inner tube of ] 624 . The device mounted inside the storage container 12 is mounted on a self-seating support frame or pedestal (as shown) fixed on the curved inner surface of the container. The 14 eel support frames (31, heat exchanger 1-I
1, J, and l-I. 11 can be erected outside the storage container 12 so that the storage container 12 can be opened. The bushings for the two refrigerant pipes 32 and 34 and the heat exchanger HX2 (Fig.
The various features of the device of the storage container 12, such as the two bushings for the tubes 28 and 30 (see Figure 9), are identical to each other for the storage container 12. 17, 19 and 20. By using the device N at point H, such as a supporting frame, it is not necessary to carry out any assembly operations inside the storage container 12. The various geometries of cracking heat exchangers shown in Figure 1 can be made up of a length of tube (preferably 12
.. 7mm or 15.9mm (1/2 in or 5
/8in) outer diameter titanium whistle) is bent into the desired shape or pattern. For reasons explained in detail below, the coil shape chosen for heat exchanger HX2 is not used and is capable of depositing electrolyte from heat exchanger HX2: It should be a sea urchin. See Figure 19. Figure 20 shows a heat exchanger HX designed to ensure such proper drainage.
2, two preferred coil patterns are shown. Experience has shown that if J: for example, in the approximately horizontal = 1 illumination pattern for heat exchanger HX 2 shown in FIG. It was found that the government was not able to effectively carry out its activities. As previously mentioned, the storage container 12 itself is preferably made of FRP (glass fiber reinforced plastic);
A PVC (polychloride) liner is glued to it. The temperature within the storage vessel 12 is preferably maintained at about 10° C., which is one degree lower than the typical ambient temperature for indoor installations of battery devices, thus improving the energy efficiency of the overall system. 1. Preferably, most of the external surface of the storage container is wrapped in thermal insulation. -IB- In a suitable example, 3Bmm of urethane foam designated by reference numeral 628
approximately 80% of the exterior of container 12 in a layer of (11/2 in)
A thin 3.2IIvR (1/8 in) coating is applied to the urethane foam to further protect it from scratches.
FRP can be wrapped and covered. In the battery device 10 of the present invention, the preferred electrolyte is a 2 molar concentration of zinc chloride (measured once the battery device 1o is fully discharged), about 4 molar concentration of potassium chloride and A supporting salt with about 1 molar concentration of thorium (i.e., conductivity improvement) is included to increase the efficiency of the overall cell system. During normal operation of the battery device 10, the stack container 1
The temperature of the electrolyte in 4 is preferably about 30°C and 40°C.
was maintained between. The electrolyte from the sump is continuously circulated through heat exchanger 1-I
X 2 10'cL during the entire passage: 1.1 = cold 7.
(Since the support salt is not added to +, precipitation of the supporting salt in the electrolyte solution does not occur normally at that time. However, the heat exchanger 1-I
If the electrolyte solution in the heat exchanger cools down to around 8 Il while X 2 is maintained in the storage container and stops for a long time, the precipitation of supporting JM and the resulting decomposition heat exchange occur. Blockage of vessel 1-I One major problem was that the electrolyte contained in the container remained in the container. In order to eliminate such problems, the zinc chloride battery device shown in the prior art has a decomposition heat exchanger HX2 which does not require the flow of electrolyte to pass through it for one hour! During the iJ period, the steps had been repositioned to cover the self-tJl liquid. To do this without adding any significant additional cost, complexity, or control equipment (e.g., control valves and/or pumps) to the battery system, the battery system 10 includes: The heat exchanger 1'' of the storage rib system 16 is now positioned higher than the reservoir 40 associated with the battery stack 18.
fff, when the electrolyte does not need to flow through the heat exchanger IX2, the electrolyte flows from the heat exchanger to the reservoir 40.
It is m DIed so that it flows back to the beginning. This is particularly important if the storage vessel 12 is positioned completely above the stack vessel 14 as shown in recent battery device designs of FIGS. 1, 2 and 20. : It will be achieved. FIG. 18 is a schematic illustration of a self-contained JJ14M heat exchanger concept with reservoir 630 located above the electrolyte level in sump 40. Electrolyte pump P1, which can be seen with reference to FIG. 18, supplies electrolyte to stack 632. At the end of the discharge condition of the zinc-chloride battery cycle, the pump [] 1 is also normally at I'! during all other times of the battery cycle. Fltllll decomposition 11i1J
After listening to the control valve V1, the electrolyte is supplied to the heat exchanger 11X2 through the conduit 634. heat exchanger)-I
The rate of heat imparted to the liquid in the storage vessel 630 by 2 determines the rate at which the chlorine hydrate in the storage vessel will decompose and generate heat. Control valve V1 is intermittently opened and closed during discharge conditions to adjust this heat transfer rate. When the flow of electrolyte is blocked by control valve v1, the electrolyte in heat exchanger 1-I X 2 has a conductivity of 636
The book is published into the 'a reservoir 40 through the 'a' storage. As will be understood by those skilled in the art, if the heat exchanger 1"x2 is a waste sump 40J:
If the tube is located high enough, has a sufficient slope, and the tubing has a sufficient inner diameter, the electrolyte will naturally flow therefrom. In particular, the electrolytic solution used in lead chloride battery devices has a density very close to that of pure water. However, in order to facilitate faster drainage of the relatively small diameter tubing typically used in heat exchanger HX2, a connection between the outlet of pump P1 and the inlet 640 of heat exchanger 1-I A venting device 638 is added to allow gas to exchange with the electrolyte and enter the heat exchanger as the electrolyte exits the heat exchanger IX2. Gas is drawn from the gas space 642 of the stack vessel 14, preferably as shown in FIG. In the battery device shown in FIG. 18 and using the disassembly valve 11 valve v1 basically arranged as shown in FIG. 18, the vent hole 638 must be located downstream of the control valve V1. According to a suitable embodiment of the zinc chloride battery device of the present invention, a ventilation device 6381 is provided with a hole having a diameter of 1 and 6 cylinders < 1/16 inch) installed in a conduit 634, and a stack container 1
It is connected to a gas space 642 within 4. Those skilled in the art will appreciate that larger or smaller brush cutting holes could be used as the vent holes 638. For example, 0, 8rtm (1732 stitches 1)
Although it is possible to use a hole of 166M (
Pores of 1/16 in.) appear to be preferred. After all, any small particles or particles that may be present in the electrolyte
This is because it is thought that blockage due to foreign matter is rare. , 1. The advantage that small holes, such as 6 mm (1/16 in) diameter, have over fairly narrow holes, such as 8 mm (5/16 in) diameter, is that their liquid volume capacity reduces the electric current passing through the heat exchanger. - The electrolyte flow returned to the reservoir 40 through the vent hole 638 is J! This means that we have to accept the considerable energy loss. Nevertheless, the gas volume capacity of the vent 638 to such a small hole is 151, before the electrolyte in the heat exchanger HX2 has cooled sufficiently to cause a slow precipitation of conductivity improving salts. Thoroughly drain the electrolyte from heat exchanger 1 (x2).
The capacity is large enough to overflow. Figures 18 and 19 and Figure 20 show a heat exchanger HX 2 G of self-waveform U1, preferably in three parts (
? This indicates that 4 will be created. J, that is, entrance part 6
40 and the exit part 644, the population part and the exit part 1
In order to prevent the Ti electrolyte from remaining in the heat exchanger 11 It is preferable for the map to slope continuously downward. The angle of this inclination is that it is the heat exchanger HX2
As long as there is no electrolyte left in the IJ, and any significant precipitation is sufficient to allow the electrolyte to exit the IJ in a relatively unscrupulous manner, the electrolyte should be changed before cooling. There is no problem with U. The optimum slope d3 and shape of the heat exchanger 1-I
The length of the pipe system used, and the quality of the connection between the heat exchanger and the electrolyte pump (1) and the electrolyte pump (1). , depending on the size of the vent 638 or A-rifice. All of these details are within the scope of the present invention. The venting device 638 is not limited to being continuously connected to the gas space as shown in FIG. 18, but may also be a conduit that is opened and closed as needed by the use of a control valve. 6371 L-iG9rono+11 f:r
It would also be preferable for the z1 holes to use control valve provisions for ventilation. After all, such vents are cheaper, simpler, and inherently automatic in operation. As seen in FIG. 18, the disassembly control valve V1 and the vent hole 6
Guide between 38? Some electrolyte may remain in the ff634. Because the conduit 634 is outside the storage vessel 12 and is exposed to relatively high ambient temperatures, precipitation therein is not a problem. Another advantage of the basic self-liquid heat exchanger system shown in FIG. It is to fully utilize the natural motion h1 of the electrolyte flowing through the vessel 11x2. 1 and 2 illustrate a preferred embodiment of the vent 638 and its piping system (the disassembly control valve V1 and vent 638 are shown schematically in FIG. 2 as A-refit 648). J as shown: located outside both the storage container 12J3 and the stack container 14. Conduits 24, 26
, 2863 and 30, valves v1 and v2, vent hole 638 J5, and other devices shown in FIGS. make it easier. Figure 19, J and 20
The figures show preferred embodiments of self-draining, resting devices and coil patterns for heat exchangers 1-I x 2, respectively. Self-draining heat exchange 2:1- as described above for FIG.
Testing of the IX2 device has shown it to be very effective in preventing salting out in the heat exchanger HX2 and thereby preventing blockage problems. FIG. 20 shows another embodiment of a storage system, which is designed for a five person commercial facility, such as a load averaging application in an electrical facility. The operating principles and composition techniques of the battery device shown in FIG. 20 are basically the same as those shown for the battery device of FIG. The upright position of storage vessel 12 in FIG.
We propose a stacking arrangement with an extremely good volume ratio for multiple battery devices used in large-scale applications such as average battery equipment. The energy capacity of the battery with a considerably high energy capacity L is shown in Figure 21.
d, each individual battery device shown in FIG.
m (battery stack in Figure 2 of the 72nd ring) shown here! iJ: sea urchin) to 234 cm (92 inches). Similarly, 3
heat exchangers 1-I X 1, l-I X 2, (I
j J: and any other parts (i) are increased in size to accommodate the increased energy capacity 1i. However, the present invention is susceptible to modifications, changes and changes without departing from the inherent scope or legitimate meaning of the appended claims. [Effects of the Invention] According to the present invention, in at least one unit cell that generates gas and an electrochemical device that is in communication with the unit cell, the gas generated from the unit cell is selected. can be utilized to keep the electrochemical device in optimal condition.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1A図は、本発明による1蕩化亜鉛電池装置の一実施
例の側面図である。 第1B図は、第1Δ図に承り電池装置の正面図である。 第2図は、第1Δ図おJ:び第1B図に示した電池装置
の概略図である。 第3図は、第1図おJこび第2図に示した電池装置に幻
ηるスタックおよび電解液循環リブシスjムの切断斜視
図である。 第4図は、第2図および第33図に示した電解液循環リ
ーブシステムの概略図である。 第5図は、第3図に示したスタックおJ、び電解液循環
リブシステムの端板を除去した正面図である。 第6図は、電解液循環リブシステムの電解液循環分配マ
ニホルドの部分的平面図である。 第7図9よ、第6図に示したマニホルドの線7−7に沿
う部分的断面図でa>る。 第8図は、2つの電M液循環計画に関連した寄生電流値
を比較づる線図である。 第9図tよ、第2図および第3図に示した電池スタック
の基本的41′+5成ブ1:1ツクを形成りる電極組立
体の展l+11斜視図である。 第10図は、塩化亜鉛電池スタックの「開かれた」υブ
モジュールの部分的展開図ぐある。 第11図は、第10図に示したりブモジュール内に使用
された櫛形組立体の斜視図である。 第12図は、第2図J3J、び第3図に示された」濃化
亜鉛電池スタックの「閉じられたJリーブモジュールの
切断斜視図である。 第13図は、第12図に示されたザブモジュールの部分
的上面図である。 第14図は、第′13図に示されたザブモジュールの線
14−14に沿う[I71面図である。 第15図は、第13図に示されたザブモジコールの線1
5−15に沿う01面図である。 第16図は、第15図に示されたリブ「ジ」−ルの線1
6−’+ 6に沿う水平面面図である。 第17図は、通常の分解熱交換器を使用りる貯蔵サブシ
ステムの切断斜視図である。 第18図1よ、塩化亜鉛電池装置用の自己刊液形熱分子
fC熱交換器の11重略図である。 第19図は、第1図および第2図に示した電池装置用の
貯蔵リアシステムの切IOi斜視図である。 第20図は、本発明にJ、る」福生亜鉛電池装置の他の
実施例である。 第21図は、第20図に示した形式の電池の複数個の高
密庶配列を承り斜視図である。 10・・・塩化亜鉛電池装置、12・・・上部円筒状容
器、14・・・下部円筒状容器、16・・・塩素水化物
貯M勺ブシステム、18・・・電池スタック、20・・
・電解液循環リーブシステム、24,26,28.30
・・・流体導管、32.34,36.38・・・冷媒導
筒、40・・・″yi解電解イ1シ(液溜め) 、 I
’) 1・・・電解液ポンプ、P2・・・ガス/氷化物
ポンプ、44・・・電気モータ、46・・・電解液フィ
ルタ、50・・・電M液分配−lニボルド、52.54
・・・電池スタック・ザブモジュール、58・・・スリ
ップ111手の内側管、60・・・スリップ継手の外側
管、66・・・金網フィルタ、68・・・保護外囲、7
0・・・4ニヤツブ、72・・・外側管の端部キャップ
、74・・・電解液通路、76・・・導管、78・・・
端部、80,82,84.86・・・分岐爪(−J体、
88.94・・・入口分配管、100,102・・・出
口分配管、90・・・ザブモジュール左半部、92・・
・サブモジュール右半部、96.98・・・単電池電l
Nm供給管、104・・・階段状天蓋、106・・・出
1コ孔、108・・・JJI出管、110・・・開口、
112・・・寄生電流分布曲線(先行技1・ji)、1
14・・・寄生電流分布曲線(本発明装置)、200・
・・電池組立体、202.204・・・陽極塩素電極(
多孔質黒鉛)、206・・・陰極亜鉛電極(緻密黒1)
)、208゜210・・・プラスチック枠部材、212
.214・・・プラスチック枠のfM、216・・・電
解液供給口、220・・・塩素ガス排出孔、222,2
24・・・間隔リブ、216・・・電解液ポンプを嵌合
J−る孔のあるツブ、232・・・陽極隔創部分、23
4・・・頂部水′8pフランジ部分、236・・・電池
スタック・リブしジュール、238・・・亜鉛電極櫛形
組立体、240・・・思索″ai極櫛形組立体、242
・・・2極性中間櫛形相立体、244・・・平坦対向面
を持つ母線β(1月、246・・・プラスチック枠、2
47・・・枠に母線を固着’lルR、248−Ffll
極m ’@ 17.249− ICI PA部部面面上
垂直面、252・・・11i電池電解液分配ン二ボルド
、254・・・分配マニホルドの武器、256・・・プ
ラスデック受板、258・・・電解液収集カップ、26
0・・・電解液排出蛇行114板、262・・・1f1
部カバー、264・・・多孔スクリーン、265・・・
ガス放出開孔、266・・・外部電気接続端子、300
・・・111電池、310・・・プラスデックKi部区
間、311・・・受箱区間、312・・・電解液供給口
、313・・・供fi YR1322・・・電解液出口
、324・・・階段状大盛、326・・・電解液出口管
、328・・・10重、330・・・蛇行仕切、332
・・・1)1出マニホルド、334・・・底板、336
・・・排出マニiJiルド開口、338・・電解・・・
武器、344・・・上部円筒部分、346,348・・
・仕切部分、350・・・濾過スクリーン、352・・
・スクリーン孔。 代理人 浅 4・l 皓 F/g−5 Lyぐり、舅<n ′ft 堀 f々−16 F々−18 I々−79
FIG. 1A is a side view of an embodiment of a zinc oxide battery device according to the present invention. FIG. 1B is a front view of the battery device similar to FIG. 1Δ. FIG. 2 is a schematic diagram of the battery device shown in FIG. 1Δ and FIG. 1B. FIG. 3 is a cutaway perspective view of the stack and electrolyte circulation rib system of the battery device shown in FIGS. 1 and 2. FIG. FIG. 4 is a schematic diagram of the electrolyte circulation leave system shown in FIGS. 2 and 33. FIG. 5 is a front view of the stack J and electrolyte circulation rib system shown in FIG. 3 with end plates removed. FIG. 6 is a partial plan view of the electrolyte circulation distribution manifold of the electrolyte circulation rib system. FIG. 7 is a partial cross-sectional view taken along line 7--7 of the manifold shown in FIG. FIG. 8 is a diagram comparing parasitic current values associated with two electromagnetic fluid circulation plans. FIG. 9t is an expanded 1+11 perspective view of the electrode assembly forming the basic 41'+5 1:1 stack of the cell stack shown in FIGS. 2 and 3; FIG. FIG. 10 is a partially exploded view of an "open" module of a zinc chloride battery stack. FIG. 11 is a perspective view of the comb assembly shown in FIG. 10 and used in the module. FIG. 12 is a cutaway perspective view of a closed J-leave module of the enriched zinc battery stack shown in FIGS. 2J and 3. FIG. Figure 14 is a partial top view of the sub module taken along line 14-14 of the sub module shown in Figure '13. Zabmojikor line 1
It is a 01 side view along 5-15. Figure 16 shows line 1 of the rib "ji" shown in Figure 15.
6-'+6 is a horizontal plane view along 6-'+6. FIG. 17 is a cutaway perspective view of a storage subsystem using a conventional decomposition heat exchanger. FIG. 18 is an 11-fold schematic diagram of a self-published liquid type thermal molecular fC heat exchanger for a zinc chloride battery device. FIG. 19 is a cut-away perspective view of the storage rear system for the battery device shown in FIGS. 1 and 2. FIG. FIG. 20 shows another embodiment of the Fussa zinc battery device according to the present invention. FIG. 21 is a perspective view of a plurality of high-density arrays of batteries of the type shown in FIG. 20. DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Zinc chloride battery device, 12... Upper cylindrical container, 14... Lower cylindrical container, 16... Chlorine hydrate storage system, 18... Battery stack, 20...
・Electrolyte circulation leave system, 24, 26, 28.30
...Fluid conduit, 32.34, 36.38... Refrigerant conduit, 40...''yi electrolysis tank (liquid reservoir), I
') 1... Electrolyte pump, P2... Gas/ice pump, 44... Electric motor, 46... Electrolyte filter, 50... Electric M liquid distribution-l Nibold, 52.54
...Battery stack/sub module, 58...Inner tube of slip 111 hand, 60...Outer tube of slip joint, 66...Wire mesh filter, 68...Protection envelope, 7
0... 4 needles, 72... End cap of outer tube, 74... Electrolyte passageway, 76... Conduit, 78...
End, 80, 82, 84.86... Branch claw (-J body,
88.94...Inlet distribution piping, 100,102...Outlet distribution piping, 90...Left half of sub module, 92...
・Sub module right half, 96.98... Single cell battery
Nm supply pipe, 104... stepped canopy, 106... 1 exit hole, 108... JJI exit pipe, 110... opening,
112... Parasitic current distribution curve (prior technique 1 ji), 1
14... Parasitic current distribution curve (device of the present invention), 200...
...Battery assembly, 202.204...Anode chlorine electrode (
porous graphite), 206... cathode zinc electrode (dense black 1)
), 208°210...Plastic frame member, 212
.. 214... fM of plastic frame, 216... Electrolyte supply port, 220... Chlorine gas discharge hole, 222,2
24... Spacing rib, 216... Hole with hole for fitting electrolyte pump, 232... Anode separation part, 23
4...Top water '8p flange part, 236...Battery stack ribbed joule, 238...Zinc electrode comb-shaped assembly, 240...Thoughts'ai pole comb-shaped assembly, 242
... Bipolar intermediate comb-shaped phase solid, 244 ... Generatrix β (January, 246 ... Plastic frame, 2
47...Fix the busbar to the frame, 248-Ffl
Pole m' @ 17.249- ICI PA section vertical surface, 252...11i battery electrolyte distribution unit, 254...distribution manifold weapon, 256...plus deck receiving plate, 258 ... Electrolyte collection cup, 26
0... Electrolyte discharge meandering 114 plate, 262... 1f1
Part cover, 264... Porous screen, 265...
Gas release hole, 266...External electrical connection terminal, 300
...111 Battery, 310... Plus Deck Ki section, 311... Receiving box section, 312... Electrolyte supply port, 313... Supply fi YR1322... Electrolyte outlet, 324...・Step-like large stack, 326... Electrolyte outlet pipe, 328... 10 layers, 330... Meandering partition, 332
...1) 1-output manifold, 334...bottom plate, 336
...Exhaust manifold opening, 338...Electrolysis...
Weapon, 344... Upper cylinder part, 346, 348...
・Partition part, 350...Filtration screen, 352...
・Screen hole. Agent Asa 4・l Ko F/g-5 Lyguri, father-in-law<n'ft Hori f-16 F-18 I-79

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] (1) ガスが発生づる少なくも1個の単電池と、前記
単電池と連通状態にある電解液とを右する電気化学装置
にd3いて、 前記単電池と、前記電解液の少なくも一部とを含むため
の実質的に閉鎖された区画を画成づるための装置と、 前記区画装置内の前記電解液のレベルに応答して前記区
画装置の内部から前記ガスを選択的に4111出り−る
ために前記区画装置に関連づる装置とを有することを特
徴とづる電気化学装置。
(1) an electrochemical device having at least one cell in which gas is generated and an electrolyte in communication with the cell, and the cell and at least a portion of the electrolyte; and selectively extracting 4111 the gas from the interior of the compartment in response to the level of the electrolyte in the compartment. - a device associated with the compartment device for the purpose of:
(2) 前記排出装置は、前記区画装置内の前記電解液
のレベルに応答して作動ηるフロー1〜部材を持つ逃し
弁を含む特r[請求のff4i 1fll第1項に記載
の電気化学装置。
(2) The evacuation device includes a relief valve having a flow member actuated in response to the level of the electrolyte in the compartment device [electrochemical according to claim 1] Device.
(3) 前記フロート部材は、前記電解液のレベルが予
め決められたレベルにり上にあるとぎに、前記逃し弁を
閉じて前記ガスの1ノ1出を阻止し、+)U記電解液の
レベルが前記予め沃められたレベルJ、り下にあるとき
に、前記逃し弁を9i1いて前記ガスの1ノ1出をIE
容する特許請求の範囲第2項に記載の電気化学装置。
(3) When the level of the electrolytic solution is above a predetermined level, the float member closes the relief valve to prevent the gas from coming out; When the level of gas is below the predetermined level J, the relief valve is turned on to prevent one part of the gas from flowing out.
An electrochemical device according to claim 2, which includes:
(4) 複数個の電気的に接続された単電池を有し、前
記複数個の単電池の陰極電極上に亜鉛析出物が存在し、
かつ塩化亜鉛水溶液が前記複数個の単電池に連通状態に
あるときに、水素ガスが発生し、前記複数の単電池を通
って前記用#l’aを循環するだめの装置を右Jる塩化
亜鉛電池において、前記複数個の単電池と前記電解液の
少なくも一部とを含む実質的に閉鎖された区画を前記電
池内に画成り−るための装置と、 前記区画装置内の前記電解液のレベルに応答して前記区
画装置の内部から前記水系ガスを選択的に1ノ1出する
ために1)η記区画装置に関連する装置5どを有づるこ
とを特徴とするJ福生jlli鉛電池。
(4) having a plurality of electrically connected unit cells, and a zinc deposit is present on the cathode electrode of the plurality of unit cells;
and when an aqueous zinc chloride solution is in communication with the plurality of cells, hydrogen gas is generated, and a device for circulating the zinc chloride solution through the plurality of cells is heated. In a zinc battery, a device for defining a substantially closed compartment within the battery that includes the plurality of cells and at least a portion of the electrolyte; A J Fussa Jlli lead-acid battery characterized by comprising: 1) a device 5 related to the partitioning device for selectively releasing the water-based gas from inside the partitioning device in response to the level of the liquid; .
(5) 前記IJ1出装置は、前記区画内の前記電解液
のレベルに応答して作動するフロー1へ部材をノvつ逃
し弁を含む特許請求の範囲第4項に記載の塩化亜鉛電池
5. The zinc chloride battery of claim 4, wherein the IJ1 outlet device includes a flow 1 relief valve that is activated in response to the level of the electrolyte in the compartment.
(6) 前記フロー1〜部月は、前記電解液のレベルが
予め決められたレベルより上にあるときに、前記逃し弁
を閉じて前記ガスの排出を団止し、前記電解液のレベル
が前記予め決められたレベルより下にあるどきに、前記
逃し弁を開いて前記ガスの1ノド出を許容づる特許請求
の範囲第5個に記載の塩化亜鉛電池。
(6) In the flow 1 to part 1, when the level of the electrolyte is above a predetermined level, the relief valve is closed to stop the discharge of the gas, and the level of the electrolyte is increased. The zinc chloride battery according to claim 5, wherein when the level is below the predetermined level, the relief valve is opened to allow one drop of the gas to escape.
(7) 下記をイqMる改良されlこ金属・ハロゲン電
池装置、 複数個の電気的に接続可能のX[1電池であって、各単
電池は、金属およびハロゲンを含む電解液にJ2つて分
離され、水素カスを発生して動作する陽極電極および陰
極電極を持つ複数個の単電池、前記複数個のIll電池
を通って流れる電解液を管で送るための装置、 前記複数個のjli電池を収容し、前記電解液の少なく
も一部を含むようにした実質的に閉鎖された区画であっ
て、前記区画は、1「1部区間を持ち、前記区画内の電
解液レベルが、予め決められたレベルにり下がるとぎに
、前記区画から水素ガスを排出づるために前記頂部区間
に強固に固るしたガス逃し弁。
(7) An improved metal-halogen battery device comprising: a plurality of unit cells having anode and cathode electrodes that are separated and operate to generate hydrogen sludge; a device for tubing the electrolyte flowing through the plurality of Ill cells; a substantially closed compartment containing at least a portion of said electrolyte, said compartment having a 1" section, wherein the electrolyte level in said compartment is pre-determined. A gas relief valve is rigidly secured to said top section for venting hydrogen gas from said compartment upon lowering to a determined level.
(8) 前記カス逃し弁は、 中空内部と、前記中空内部に連通してその上ノjに設り
られたオリフィスとを持ら、前記頂部8間に強固に固着
され、かつ部分的に突出づるハウジング、 前記中空内部にほぼ適合Jる形状を持ら、前記中空内部
に位置する浮力のあるフロー1一部材C・あって、前記
フロー1〜部材が前記ハウジング内部と月止状態に係合
して前記オリフィスを閉塞づる子方位置と、前記オリフ
ィスが前記区画と流イホ連通状態にあって前記区画から
水素ガスを排出覆る下方位置との間を前記電解液のレベ
ルに応谷して動くことができるフロー1へ部材、 を右づる14許品求の範囲g87項に記載の全屈ハ1−
1ゲン電池装mu ((]) 前記フロート部材は、はぼ円釦形を持ち、か
つ前記オリフィス内に部分的に大入り−る上方に延びる
ステム部分を右づる特許請求の範囲記載の金属ハロゲン
電池装置。
(8) The waste relief valve has a hollow interior and an orifice that communicates with the hollow interior and is provided at the upper nozzle, is firmly fixed between the top parts 8, and partially protrudes. The housing has a shape that almost fits into the hollow interior, and has a buoyant flow 1 member C located in the hollow interior, and the flow 1 to 1 members are engaged with the housing interior in a fixed state. and a lower position where the orifice is in flow communication with the compartment and discharges hydrogen gas from the compartment, depending on the level of the electrolyte. 14. Range of permission requirements g87 Full bending H1-
1-gen battery device (()) The float member has a round button shape, and has a stem portion that extends upwardly and partially enters the orifice. battery device.
JP59133466A 1983-07-01 1984-06-29 Electrochemical device Granted JPS6037680A (en)

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US510401 1995-08-02

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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4014103A1 (en) * 1990-05-02 1991-11-14 Daniel Rover FLOAT VALVE FOR FILLING SYSTEMS, ESPECIALLY FOR FILLING ELECTRICAL TRACTION BATTERIES
ATE519239T1 (en) * 2008-06-12 2011-08-15 T A B A S R L VENTILATION CONNECTOR FOR STATIONARY BATTERIES WITH RADIATION RESISTANCE PROTECTION AND SYSTEM FOR UNLIMITED AUTOMATIC INSTALLATION AND INSTALLATION ASSEMBLY WITH SAID CONNECTOR
EP2436079A2 (en) * 2009-05-28 2012-04-04 Deeya Energy, Inc. Redox flow cell rebalancing
US20110079074A1 (en) * 2009-05-28 2011-04-07 Saroj Kumar Sahu Hydrogen chlorine level detector
US8551299B2 (en) 2009-05-29 2013-10-08 Deeya Energy, Inc. Methods of producing hydrochloric acid from hydrogen gas and chlorine gas
EP2290729B1 (en) * 2009-08-24 2012-10-10 Carl Freudenberg KG Electric storage device with a volume compensation unit

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5063522U (en) * 1973-10-15 1975-06-10
JPS58198873A (en) * 1982-04-26 1983-11-18 エナジイ・デベロツプメント・アソシエイツ・インコ−ポレ−テツド Hydrogen/halogen reactor for metal halogen battery

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3497396A (en) * 1967-04-28 1970-02-24 Gen Electric Moisture conserving pressure control unit for electrochemical cells
US4423121A (en) * 1981-10-28 1983-12-27 Energy Development Associates, Inc. Metal halogen battery construction with combustion arrester to prevent self propagation of hydrogen-halogen reactions
US4413042A (en) * 1982-04-26 1983-11-01 Energy Development Associates, Inc. Inert gas rejection system for metal halogen batteries

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5063522U (en) * 1973-10-15 1975-06-10
JPS58198873A (en) * 1982-04-26 1983-11-18 エナジイ・デベロツプメント・アソシエイツ・インコ−ポレ−テツド Hydrogen/halogen reactor for metal halogen battery

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